Question

一道化学题，求详解

由CO,H2，和O2组成的混合气体60mL，在一定条件下恰好完全反应，测得生成物在101kPa，120摄氏度下对氢气的相对密度为12.5，则原混合气体中H2所占的体积分数为（）
A.1/6
B.2/3
C.1/4
D.1/3

Answer 1

设CO的体积为x H2的体积为y
则有 2CO + O2 = 2CO2 2H2 + O2 = 2H2O
x 1/2x x y 1/2y y

则有x+y+1/2x+1/2y=60
恰好完全反应 则产物只有CO2和H2O(12O度 水为气态) 其体积为x+y=40ml
又因其对氢气的相对密度为12.5 根据阿伏伽德罗定律的推论 摩尔质量之比=密度之比 可以得知混合气体的平均摩尔质量为25g/mol

利用十字交叉法 CO2 44 7
25
H2O 18 19
可以得出反应后混合物里CO2与H2O的比值为7:19 即x：y=7:19
整理得①x+y=40ml
②x：y=7:19 结得y=380/13
求原混合物中的氢气体积分数：380/13/60x100%=48.7%

Answer 2

我给你指出思路，列出方程组，你自己解
首先，在一定温度压强下，气体的体积比等于物质的量比，所以，我们可以把本题的60ml改成60mol，不会影响最后的H2的体积分数，因为那也是物质的量分数。
设H2的量为xmol，CO的量为ymol，那么根据恰好完全反应
2CO+O2=2CO2
y y/2 y
2H2+O2=2H2O
x x/2 x
x/2+y/2=60-x-y .......(1)
还根据氢气的相对密度为12.5，由平均摩尔质量=m总/n总
（44y+18x）/（x+y）=12.5*2.............(2)
因为是相对于氢气的密度，所以摩尔质量还得乘以2，（密度之比=摩尔质量之比）
联立1.2方程，可解答案
希望对你有帮助~

Answer 3

对氢气相对密度12.5 也就是剩余物质平均相对分子质量是12.5*2=25
题目说完全反映就是最后只剩水蒸气和二氧化碳
解得水蒸汽和二氧化碳摩尔比是19：7
所以一开始一氧化碳：氢气：氧气=19：7：（19+7）/2=19：7：13
所以初始体积分数=7/（19+7+13）约等于1/6

Answer 4

2CO+O2=2CO2
2H2+O2=2H2O
由方程式，可知CO和H2跟O2反应都是2:1
所以，60ml中有20ml是O2，剩下的是CO H2
生成物平均相对分子质量为12.5*2=25
介于44（CO2）和18（H2O）之间，
所以生成物是两者的混合
设CO和H2的物质的量分别为x y
可列x+y=40
44x+18y=25(x+y)
两式联立，可求出x，y。
最后得到y/60 约为1/3.
选D。

Answer 5

选D