Question

有机化学问题~！高手来啊~！

(1)已知某混和气体的体积百分组成为80.0%CH4、15.0%C2H4和5.00%C2H6。请计算0.500 mol该混和气体的质量和标准状况下的密度(g/L)。
(2) CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6 (水和其它反应产物忽略不计)。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混和气体, 它在标准状况下的密度为0.780g/L。已知反应中CH4消耗了20.0%,计算混和气体中C2H4的体积百分含量。(本题计算过程中请保持3位有效数字)。
能写出过程吗？谢谢啦~！

Answer 1

（1）0.500摩该混和气体的质量=0.500mol×（16g/mol×0.800+28g/mol×0.150+30g/mol×0.0500）=9.25g；
混合气体的密度=
9.25
22.4×0.5
=0.826（g/l）；
答：0.500摩该混和气体的质量为9.25g和标准状况下的密度为0.826g/l；
（2）设反应之前甲烷的物质的量为1mol，其中有xmol转化为C2H4，即生成0.5xmolC2H4，和0.5（0.200-x）mol，
反应后混合气体的总物质的量=0.800mol+
0.200
2
mol=0.900mol，根据混合气体的密度=
混合气体总质量
混合气体的体积
=
16×0.800＋28×
x
2
＋30×
0.200−x
2

0.900×22.4
=0.780，
解得x=0.0800mol，
故有C2H4的体积百分含量=

0.0800
2

0.900
×100%=4.44%；
答：C2H4的体积百分含量为4.44%；

Answer 2

：(1) 0.500 mol×(16×0.800＋28×0.150＋30×0.0500)g / mol＝9.25 g
混合气体的密度 ＝ ＝ 0.826 g / L
(2) 设反应前CH4为1 mol，其中有x mol转化成C2H4，即生成 mol C2H4和 mol C2H6。
反应后混合气体的总物质的量 ＝ 0.800 mol＋0.200 mol× ＝ 0.900 mol
＝ 0.780 g / L
解得 x ＝ 0.0800 mol
C2H4的体积百分含量 ＝ ×100% ＝ 4.44%
另解： ＝ 0.780 g / L×22.4 mol / L ＝ 17.472 g / mol
CH4 ———— C2Hx
0.2 0.1
x ＝ 11.776， ＝ 29.248

CH4∶C2H4∶C2H6 ＝ 0.8∶ ×5∶ ×3 ＝ 64∶5∶3
C2H4% ＝ ×100% ＝ 4.17%

Answer 3

1.该气体的平均摩尔质量为80%*16g/mol+15%*28g/mol+5%*30g/mol=18.5g/mol
所以0.5mol该气体在的质量为0.5mol*18.5g/mol=9.25g
标准状况下，该气体密度p=(18.5g/mol)/(22.4L/mol)=0.826g/L
2.混合气体密度p=0.780g/L,则该气体的摩尔质量为0.780g/L*22.4L/mol=17.5g/mol
设CH4气体总量为1.00mol，反应生成C2H4的CH4的量为X，
则：(1-20%)mol*16g/mol+X/2*28g/mol+(20%-X)/2*30g/mol=17.5g/mol*(1-20%/2)mol
解得X=0.0500mol
所以混合气体中C2H4的体积百分含量为：
(0.0500mol/2*22.4L/mol)/((1-20%/2)mol*22.4L/mol)=2.78%

追问

第二问给的答案是4.18%，你能再算算吗？我算不出来~！谢谢啦~！

Answer 4

楼主太懒了，计算都不想算。