Question

（15分）标准状况下，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室，如图所示。在乙室中充入0.6mol HCl，甲室中充入NH₃、H₂的混合气体，静止时活塞位置如下图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g。

请回答下列问题：

（1）甲室中气体的物质的量为___________mol。

（2）甲室中气体的质量为__________g。

（3）甲室中NH₃、H₂的物质的量之比为_____________，质量比为___________。

（4）经过查资料知道HCl+NH₃=NH₄Cl（NH₄Cl常温下是固体），如果将板a去掉，当HCl与NH₃完全反应后，活塞b将静置于刻度“___________”处（填数字）。

Answer

（1）1 （2）11.0 （3）3:2；51：4 （4）2

【解析】

试题分析：（1）在同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量的比，n(混合）：n(HCl）=5:3；由于n(HCl）=0.6mol，则n(混合）:0.6=5:3；n(混合）=1mol。

（2）在乙室中HCl气体的物质的质量是0.6mol×36.5g/mol=21.9g，因为单位体积的NH3或H2的质量都比HCl小，所以混合气体的质量也比HCl少。则混合气体的质量是21.9g-10.9g=11.0g；

（3）假设混合气体NH3、H2的物质的量分别是x、y。则x+y=1，17x+2y=11。解得x=0.6mol；y=0.4mol。所以在甲室中NH3、H2的物质的量之比n(NH3）:n(H2）=0.6:0.4=3:2。质量比为3×17:2×2＝51：4；

（4）将隔板a去掉，发生下列反应：HCl(g）+NH3(g）=NH4Cl(s），由于n(HCl）= n(NH3）=0.6mol，当HCl与NH3充分反应后，容器中的HCl和NH3恰好反应得到NH4Cl固体，最后只剩余0.4mol的氢气。由于在同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量的比，所以0.6mol的气体具有3个体积，则0.4mol的气体占据2个体积。因此充分反应后，活塞b将位于刻度“2”处。

【考点定位】本题主要是考查阿伏伽德罗定律应用的知识

【名师点晴】1.阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。

2.阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及、导出)：由定律可导出：“一连比、三正比、三反比”的规律。

（1）“一连比”：指在同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于摩尔质量（相对分子质量）之比，等于密度比，即。

（2）“三正比”

①同温同压下，两气体的体积之比等于其物质的量之比，等于其分子数之比。

即T、p相同，。

②同温同体积下，两气体的压强之比等于其物质的量之比，等于其分子数之比。

即T、V相同，。

③同温同压下，两气体的密度之比等于其摩尔质量（相同分子质量）之比。

即T、p相同， 。

(3)“三反比”

①同温同压同质量下，两气体的体积与其摩尔质量（相对分子质量）成反比。

即T、p、m相同，。

②同温同分子数（或等物质的量）时，两气体的压强与其体积成反比。

即T、N或n相同时，。

（3）同温同体积同质量下（同密度时），两气体的压强与其摩尔质量（相对分子质量）成反比。

即T、V、m相同时，。

注意:

①阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压，同体积的条件下，才有分子数(或物质的量)相等这一结论，但所含原子数不一定相等。

②阿伏加德罗定律既适合于单一气体，也适合于混合气体。③气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。