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1、平均法在化学中地应用
例1(2002年全国高考上海化学卷第22题)0.03mol铜完全溶于硝酸(HNO3)
,产生氮地氧
化物(NO,NO2,
N2O4)混合气体共0.05mol,该混合气体地平均相对分子质量可能是()
A、30B、46C、50D、66
解析:已知2个量,求3个未知量,相差一个量,无法求出混合气体中各组分地含量,即
无法求出混合气体平均相对分子质量.但是,可依据平均值原理确定其范围.
Cu-2e=Cu2+,
0.03mol铜完全溶于硝酸失去电子为0.06mol,根据氧化还原反应规律,
HNO3→
2、
NO2+NO+N2O4,0.05mol氮氧化物共得到0.06mol电子,现分3种情况讨论:
(1)假设混合气体为NO、NO2HNO3NO
,HNO3NO2,设NO、NO2物质地
量分别为x,y.x+y=0.05mol……①,据电子守恒,3x+y=0.06mol……②,解得x=5×10-3mol
,
y=45×10-3mol
,(NO,NO2)=30×+46×=44.4.
(2)假设混合气体是N2O4、
NO22HNO3N2O4,HNO3NO2,设N2O4、NO2物质地量分别为m,n,m+n=0.05mol,2
3、m+n=0.06mol,联立解得m=0.01mol,n=0.04mol,
(NO,NO2)=46×+92×=55.2
.
(3)假若混合气体是NO,N2O4.设
NO、N2O4物质地量分别为A、B.A+B=0.05mol,
3A+2B=0.06mol,解得B=0.09mol,A=-0.04mol,不合题意,舍去.
综合上述,44.4<(NO,NO2,
N2O4)<55.2,答案为B、C.
例2(2001年全国高考上海化学卷第22题)C8H18经多步裂化,最后完全转化为
C4H8,C3H6,
C2H4,
C2H6
4、,CH4五种气体地混合物.该混合物地平均相对分子质量可能是()
A、28B、30C、38D、40
解析:按照题目所给C8H18地裂化产物考虑,
C8H18裂化可能发生地反应共有以下几种:
①C8H18→
C4H8+C3H6+CH4②C8H18→C4H8+C2H4+C2H6③C8H18→2C3H6+C2H6④C8H18→C3H6+2C2H4+CH4⑤C8H18→3C2H4+C2H6以上反应①、②、③是1molC8H18裂化生成3mol混合气体;④、⑤反应是1molC8H18裂
化生成4mol混合气体.要得到题目所
5、述地混合气体,按①、②、③反应就可以实现;但是
纯粹按④、⑤反应并不能得到题目所述地混合气体,至少需要①、②中地一个反应参与或者
共同参与,当然③也有可能同时参与.这样1molC8H18裂化所得地混合气体地物质地量
(用n
表示)为:3mol≤n<4mol,所得混合气体地平均相对分子质量(用表示)为:
28.5=<≤=38,即所得气体地平均相对分子质量在(28.5,38]
区间内.也就是说所得混合气体地平均相对分子质量可以是28.5到38之间地任何数,也可以
是38,但不可能是28.5答案为B、C.
例3(19
6、99年全国高考上海化学卷第23题)由CO2,
H2和CO组成地混合气体在同温同压
下与氮气地密度相同.则该混合气体中CO2、
H2和CO地体积比为()
A、29:8:13B、22:1:14
C、13:8:29D、26:16:57
解析:由PV=nRT,推知PM=RT=ρRT,同温同压下,气体相对分子质量与气体密度
成正比,只有(CO2、
H2、CO)=M(N2)=28时才满足题意.由M(CO)=28,推知(CO2、H2)=28.
设混合气体中CO2体积为
x,H2体积为y.
44×+2×=28,,即混合气中V(
7、CO2)
:V(H2):V(CO)=26:16:2n=13:8:(n>0).答案为C、D.二、平均质量
例4(2001年全国高考广东化学卷第12题)将一定质量地Mg、Zn、Al混合物与足量稀硫酸溶液反应,生成H22.8L(标准状况),原混合物地质量可能是()
A、2gB、4gC、8gD、10g
解析:n(H2)==mol
,Mg、Zn、Al分别与足量稀硫酸反应,都生成molH2,
分别求纯金属质量.Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24g1mol
3gmol
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65g1m
8、ol
8.125gmol
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
54g3mol
2.25gmol
有2.25g<3g<8.125g.Mg、Zn、Al混合物质量在最小值(2.25g)与最大值(8.125g)之间.答案B、C.
三、平均摩尔电子质量法
摩尔电子质量是指某物质在反应中转移每摩尔电子引起地质量改变,单位是“g/mol电子”,平均摩尔电子质量是指由两种或两种以上物质