Question

（10分）臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣具有更強的氧化性。實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧：3O2 2O3。

（1）若在上述反應(yīng)中有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，所得混合氣的平均摩爾質(zhì)量為________g/mol(保留一位小數(shù))。

（2）將8 L氧氣通過放電管后，恢復(fù)到原狀況，得到氣體6.5 L，其中臭氧為________L。

（3）實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896 L(標準狀況)通入盛有20.0 g銅粉的反應(yīng)器中，充分加熱后，粉末的質(zhì)量變?yōu)?1.6 g。則原混合氣中臭氧的體積分數(shù)為________。

 

Answer 1

（1） 35.6��；（2） 3　；（3） 0.5（或50%）。

【解析】

試題分析：（1）假設(shè)反應(yīng)前氧氣的物質(zhì)的量是100mol,若在上述反應(yīng)中有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，則反應(yīng)后含有O2的物質(zhì)的量是70mol,反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體含有O3的物質(zhì)的量是20mol所得混合氣的平均摩爾質(zhì)量M=m÷n=(100mol×32g/mol)÷(70mol+20mol)= 35.6g/mol；（2） 根據(jù)反應(yīng)方程式3O22O3可知若有3L氧氣反應(yīng)，能夠產(chǎn)生2L的O3，則反應(yīng)后氣體體積減少1L，現(xiàn)在將8 L氧氣通過放電管后，恢復(fù)到原狀況，得到氣體6.5 L，減少了8L－6.5 L=1. 5 L所以其中臭氧為2×1. 5 L=3L；（3）n(氣體)=0.896L÷ 22.4L/mol=0.04mol,固體質(zhì)量增加了21.6 g－20.00g=1.6g,則n(O)=1.6g÷16g/mol=0.1mol。假設(shè)混合氣體中含O2、O3的物質(zhì)的量分別是x、y,則x+y=0.04mol；2x+3y=0.1mol.解得x=0.02mol，y=0.02mol，所以混合氣體中臭氧的體積分數(shù)為(0.02mol÷0.04mol)×100%=50%。

考點：考查混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的計算、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和混合物中物質(zhì)含量的計算的知識。