混合物計算的好方法 平均值法

2022-04-10 03:16:57 字數 2604 閱讀 7011

均值法原理:若混和物由a、b、c……等多種成分組成,它們的特徵量為m1,m2,m3……,它們在混合物中所佔分數分別為n1,n2,n3……,它們的特徵量的平均值為m,則m= n1m1+ n2m2 + n3m3 + ……

若混合物只有a、b兩種成分,且已知m1>m2,則必有m1>m>m2,若已知m,則m1和m2必有乙個比m大,另乙個比m 小。也就是說我們只要知道m就可推知

m1、m2的取值範圍,而不要進行複雜的計算就可以迅速得出正確的答案。

①體積平均值

例1:丙烯和某氣態烴組成的混和氣體完全燃燒時,所需氧氣的體積是混合烴體積的5倍(相同狀況),則氣態烴是:

析:由烴燃燒規律可推知:1體積的丙烯(c3h8)完全燃燒需要4.5體積氧氣

(3c→3co2,需3o2,6h→3h2o,需1.5o2 )小於5體積,根據題意及平均值的概念得另一氣態烴1體積完全燃燒時需氧量必大於5體積,經比較只有a符合要求。

②摩爾質量(或相對原子、分子質量)平均值例2:下列各組氣體,不論以何種比例混和,其密度(同溫同壓下)不等於氮氣的密度的是:

和h2和co

和cl2 和c2h2

析:依題意,混和氣體的平均相對分子質量不會等於28,即各組分氣體的相對分子質量必須都大於28或都小於28,因此c和d符合題意。

③百分含量平均值

例3:某不純的氯化銨,已測知其氮元素的質量分數為40% ,且只含一種雜質,則這種雜質可能是:

析:氯化銨的含氮量為

14÷53.5×100%=25.7%<40%,則雜質中必含氮,且含氮量大於40%,進一步計算(估算)可得答案為d。

④中子數或其它微粒數的平均值

例4:溴有兩種同位素,在自然界中這兩種同位素大約各佔一半,已知溴的原子序數為35,相對原子質量為80,則溴的這兩種同位素的中子數分別等於:

a.79、81

b.44、45

c.44、46

d.34、36

析:由溴的相對原子質量及原子序數知溴元素的中子數的平均值為80-36=45,則其中一種同位素的中子數必大於45,另一同位素中子數小於45,顯然答案是c。

⑤濃度的平均值

例5:100ml0.2mol·l-1的naoh溶液與50ml0.5mol·l-1的naoh溶液混合,所得溶液的濃度是:

a.0.3mol·l-1

b.0.35mol·l-1

c.0.7mol·l-1 d. 0.4mol·l-1

析:由題意,混合溶液可看成

50ml0.2mol·l-1的naoh溶液2份與1份50ml0.5mol·l-1的naoh溶液混合而成,故濃度為:

(0.2+0.2+0.5)÷(2+1)=0.3(mol·l-1),即選a。

⑥摩爾電子質量的平均值

摩爾電子質量(me):某物質在反應中轉移1mol電子引起的質量改變,單位是克·(摩·電子)-1[g·(mol·e)-1]。平均摩爾電子質量:

幾種物質組成的混合物在反應中轉移1mol電子引起的質量改變。

例6:兩種金屬的混合粉末15g,跟足量鹽酸的應時,恰好得到11.2l氫氣(標準狀況)。下列各組金屬不能構成符合上述條件的混和物是:

和ag和zn

和fed. mg和al

析:金屬與酸反應時,每產生0.5mol氫氣(標況11.2l)就要轉移1mol電子,由題意得兩金屬的摩爾電子質量的平均值為

15g·(mol·e)-1,則兩金屬的摩爾電子質量

必符合:me1<15子質量除以化合價)分別為:mg 12,zn 32.

5,al 9,fe 28,即不能構成上述條件的是b和d,它們的摩爾電子質量均大於或小於15 g·(mol·e)-1。

例7:今有銣和另一金屬的合金6g,與水作用產生2.24l氫氣(標況),此合金中的另一金屬是:

a .na

析:合金中的平均摩爾電子質量為:

me=6÷(2.24/22.4×2)=30 [g·(mol·e)-1]因為銣的me為85.

5 g·(mol·e)-1>30 g·(mol·e)-1,則另一金屬的me必小於30,故選a。

⑦燃燒熱的平均值

例8: 已知下列兩個熱化學方程式:

2h2(氣)+o2(氣)=2h2o(液);△h=

-571.6kj·mol-1,

c3h8(氣)+5o2(氣)=3co2(氣)+4h2o(液);

△h=-2220kj·mol-1。實驗測得氫氣和丙烷的混和氣體共5mol完全燃燒時放熱

3847kj,則混和氣體中氫氣與丙烷的體積比是:

a.1∶3

b.3∶1

d.1∶ 1

析:由題意得混和氣體的平均燃燒熱為:3847/5 kj·mol-1。顯然小於2220 kj·mol-1;所以丙烷一定少於1mol,故選b。

⑧分子組成(化學式)的平均值

例9:由兩種氣態烴組成的混和氣體20ml 跟過量的氧氣混合點燃,當燃燒產物通過濃硫酸後體積減少30ml,然後再通過燒鹼體積又減少40ml(同溫同壓),則這兩種烴為:

與c2h4

與c2h4

與c2h6

與c2h2

析:由阿佛加德羅定律有:

n混∶n c∶n h=v

v co2∶2v h2o==20∶40∶2×30=

混∶1∶2∶3,

所以混和烴的平均組成為c2h3,即碳原子數的平均值為2,氫原子數的平均值為3,所以答案為b和c。

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