Question

化学…………

室温下，某密闭容器中盛有甲烷与氧气的混合气体。已知混合气体中碳元素的质量分数为12.5%，将此混合气体点燃引爆后，冷却至原温度，求反应容器中的混合气体对氢气的相对密度。

Answer 1

解：设该混合气体的质量100g，该条件下的气体摩尔体积为Vm .
此条件下H2的密度为ρ(H2)=2/ Vm
据： CH4 C
16 12
W(CH4) 12.5%
解得W(CH4)=16.67% m(CH4)=16.67g
得该混合物中氧气的质量分数为83.33% m(O2)=83.33g
n(CH4)=16.67g/16g•mol-1=1.04mol
n(O2)=83.33g/32g•mol-1=2.60mol
据：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
1 2 1
1.04 n1(O2) 1.04
解得：n1(O2)=2.08mol ，剩余的氧气的物质的量为0.52mol
可知，反应后的混合气体为1.04mol的CO2和0.52mol的氧气。
此时混合气体的质量为：
1.04mol×44g/mol-1 + 0.52mol×32g/mol-1=62.4g
此时混合气体的体积为：
V（混 ）=（1.04+0.52）mol×Vm=1.56Vm
则ρ混=62.4/1.56Vm=40/Vm
相对氢气的密度为：d = ρ(混)/ρ（H2）=(40/Vm)/(2/Vm) =20

Answer 2

设密闭容器中 甲烷与氧气的物质的量之比为1：X，
则 12/(16+32x)===12.5% x=1.25

反应容器中的混合气体的平均分子质量为：（16+1.25X32）/2.25==24

对氢气的相对密度=式量之比=24/2=12