22年全国100所名校最新高考冲刺卷理综二

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将NO₂、NH₃、O₂的混合气体26.88L通过稀硫酸后,溶液质量增加45.75g,气体体积缩小为2.24L,将带火星的木条插入其中,木条不复燃.则原混合气体的平均相对分子质量为(气体体积均在标准状况下测定)( )

A.31.667
B.35.785
C.38.125
D.40.625

解:该混合气体的物质的量为n=V/Vm =26.88L/(22.4L/mol )=1.2mol;氨气与稀硫酸溶液发生如下反应:NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄(若氨气过量,则过量的氨气会溶于水);NO₂和O₂在溶液中发生如下反应:3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO;2NO+O₂=2NO₂;将两个反应方程式相加可得总反应方程式:O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃(此反应仅用于计算)由质量守恒定律可得:溶液增加的质量为溶解的气体的质量,所以溶液增加的质量加剩余气体的质量为原混合气体的质量,带火星的木头不复燃说明氧气充分反应,则剩余的2.24L气体为NO;剩余气体的物质的量为n= VVm =2.24L/(22.4L/mol) =0.1mol,则剩余的NO的质量为m=n×M=0.1mol×30g/mol=3g,所以原混合气体的质量为3g+45.75g=48.75g,所以原混合气体的平均摩尔质量M=m/n=48.75g/1.2mol =40.625g/mol.

综上所述结合选项,则得出结论:原混合气体的平均相对分子质量为40.625(摩尔质量在数值上等于相对分子质量。

故选:D.

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