2022年高考化学难点专项训练：混合气体组成的讨论

难点9混合气体组成的讨论已知混合气体中元素的质量比，确定混合气体的组成有一种巧妙的方法，把握了这种方法就能化解这类难题。●难点磁场请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。常温下，A和B两种气体组成的混合物（工业制盐酸过程中产出的一种气体混合物）中［Mr(A)＜Mr(B)＝，只含有H、Cl两种元素，而且不论A和B以何种比例混合，H和Cl的质量总是大于2∶71，试确定A为，B为，并简析此混合气体中有A的形成过程。●案例探究［例题］常温下A和B两种气体组成混合气体(A的相对分子质量大于B的相对分子质量)，经分析混合气体中只含有氮和氢两种元素，而且不论A和B以何种比例混合，氮和氢的质量比总大于14/3。由此可确定A为_____________，B为____________，其理由是__________________。若上述混合气体中氮和氢的质量比为7∶1，则在混合气体中A和B的物质的量之比为________；A在混合气体中的体积分数为_____%。命题意图：主要考查学生根据题设确定混合物成分的能力。知识依托：NH3中N、H元素的质量比。错解分析：审题不严，计算出了A的质量分数，或计算出了B的体积分数。解题思路：解答此题，首先考虑氮、氢两元素组成的化合物NH3，分析NH3中氮氢质量比。NH3中，m(N)∶m(H)=14∶3。题设条件下，m(N)∶m(H)＞14∶3，这只须在NH3中混入N2即可。由题意，Mr(A)＞Mr(B)，所以A为N2，B为NH3，因Mr(N2)=28，Mr(NH3)=17。设混合气体中A和B的物质的量之比为x∶y。由题意，“xN2＋yNH3”中，14(2x＋y)∶3y=7∶1，解得，x∶y=1∶4。(A)=1÷(1＋4)=20%。答案：N2NH3纯NH3中氮和氢质量比为14/3，在纯NH3中混入任何比例的N2，都将使氮和氢质量比大于14/31∶420。●锦囊妙计已知某气体混合物由两种元素组成，且知这两种元素的质量比大于(或小于)a/b，如何确定组成混合物的成分。其方法是：变不等(大于或小于)为相等，找出两元素(A和B)质量比等于a/b的化合物(AxBy)。若混合物中A、B两元素质量比大于a/b，则在AxBy中混入A(g)或A(x＋m)By(g)符合要求；若混合物中A、B两元素质量比小于a/b，则在AxBy中混入B(g)或AxB(y＋m)符合要求。(x，y，m∈N)●歼灭难点训练1.(★★★)下列各组混合气体中，C、H元素质量比可能最小的是()A.H2和CH4B.CH4和C2H6C.C2H2和C2H4D.C3H4和C4H82.(★★★★)将例题中的“氮”改为“碳”；将“质量比总大于14/3”改为“质量比总小于3∶1”将“质量比为7∶1”改为：“9∶4”。其他同例题，试求之。4/4\n3.(★★★★)常温常压下，由A、B组成的混合气体［Mr(A)＞Mr(B)］，经分析混合气体中只含碳和氧两种元素。A和B不论以何种比例混合，若碳氧质量比总大于3∶8，则A1为______，B1为_______；若碳氧质量比总小于3∶8，则A2为________，B2为________。若B1和B2常温混合后，碳氧质量比总小于3∶8时，B1、B2必须满足的关系是n(B1)∶n(B2)______。4.(★★★★★)常温常压下，A和B两种气体组成的混合气体［Mr(A)＞Mr(B)］，经分析混合气体中只含有氮和氧两种元素，而且不论A和B以何种比例混合，氮和氧的质量比总小于7∶4。符合以上关系的A、B可能有多种，请将正确答案填入下表，可不填满，也可扩填，但填入错误的要扣分。组合①②③④⑤AB(注意：A在上，B在下，不可无序乱填)若混合气体中氮氧质量比恰好为7∶2，则A为______________，B为______________；n(A)∶n(B)=__________________。附：参考答案难点磁场提示：2∶71恰为HCl气体中H元素和Cl元素的质量比，可见混合物应为H2和HCl的混合气体。生产HCl时，可使H2在Cl2中燃烧，也可使Cl2在H2中燃烧，工业上采用后者。可以减少环境污染，保障生产安全。答案：H2HCl工业制盐酸过程中所得混合气体中有H2，是由于Cl2在过量H2中燃烧的结果。歼灭难点训练1.提示：C、H质量比最小，则含H元素可能最多。A中H2无限多时，C、H元素比最小。答案：A2.解析：解答此题，首先从碳、氢元素形成的化合物中寻找碳氢元素质量比为3∶1者。CH4中，m(C)∶m(H)=12∶4=3∶1。题设条件下，m(C)∶m(H)＜3∶1，这只能在CH4中混入H2(CH4中若混入其他碳氢化合物，如C2H2，只能使m(C)∶m(H)＞3∶1)。由于Mr(A)＞Mr(B)，所以A为CH4，B为H2。设混合气体中A、B物质的量分别为x和y。则“xCH4＋yH2”中，12x∶(4x＋2y)=9∶4，解得，x∶y=3∶2，(A)=(3÷5)×100%=60%。答案：A：CH4B：H2CH4中碳氢质量比为3∶1，是气态烃中碳、氢质量比最小的，若使碳氢质量比比3∶1还要小，只有在CH4中混入H2才能满足要求3∶260%3.解析：碳氧形成的化合物有CO2和CO。CO中，m(C)∶m(O)=12∶16=3∶4；CO2中，m(C)∶m(O)=12∶32=3∶8。若要使混合气体中碳氧质量比总大于3∶8，只须在CO2中混入CO即可；若要使混合气体中碳氧质量比总小于3∶8，只须在CO2中混入O2即可。可见，A1为CO2，B1为CO；A2为CO2，B2为O2。4/4\n设符合条件的B1、B2混合气体中，B1、B2的物质的量分别为x和y，由题意，“xCO＋yO2”中，12x∶(16x＋32y)＜3∶8，解得，x∶y＜2∶1。答案：CO2COCO2O2n(B1)∶n(B2)＜2∶1。4.解析：氮、氧两元素可形成多种化合物，如N2O、NO、N2O3、NO2(N2O4)、N2O5。其中，N2O气体中，n(N)∶n(O)=28∶16=7∶4；其余气体含氧量逐渐升高，因而n(N)∶n(O)＜7∶4。这样，在N2O气体中混入NO、N2O3、NO2(N2O4)、N2O5以及O2中的一种，皆可使所得混合气体中n(N)∶n(O)＜7∶4。当n(N)∶n(O)=7∶2＞7∶4时，只有在N2O中混入适量N2才行。设混合气体中N2O和N2的物质的量分别为x和y。则“xN2O＋yN2”中，(28x＋28y)∶16x=7∶2，解得x∶y=1∶1。答案：组合①②③④⑤AN2ON2O3NO2(或N2O4)N2O5N2OBNON2ON2ON2OO2N2ON21∶1.4/4\n4/4