《2025年高中总复习优化设计高中化学》

应用示例
氮及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。同温同压下，容积相同的两个集气瓶分别盛有$N_2$、$NO$，如图所示：

(1) $N_2$和$NO$的分子数之比为，所含原子数之比为。1:11:1
(2) $N_2$和$NO$的质量之比为，其密度之比为。14:1514:15

答案： 应用示例：
(1)1:1 1:1
(2)14:15 14:15

例1(教材改编题)标准状况下，$11.2 L$由$CO$和$CO_2$组成的混合气体的质量为$16 g$，则下列说法不正确的是(D)

A.混合气体中，$CO$和$CO_2$的物质的量之比为$3:1$
B.混合气体中，$CO$和$CO_2$气体的质量之比为$21:11$
C.同温同压下，该混合气体的密度是$H_2$密度的$16$倍
D.标准状况下，该混合气体中$CO_2$的体积为$8.4 L$

答案： 例1D 解析标准状况下，11.2L由CO和$CO_{2}$组成的混合气体的质量为16g，其物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L·mol^{-1}}=0.5mol，$设CO为xmol，$CO_{2}$为ymol，则有$\begin{cases}x + y = 0.5\\28x + 44y = 16\end{cases}，$解得$\begin{cases}x = 0.375\\y = 0.125\end{cases}，$则CO为0.375mol，$CO_{2}$为0.125mol。混合气体中，CO和$CO_{2}$的物质的量之比为3:1，A正确；混合气体中，CO和$CO_{2}$气体的质量之比为(3×28):44=21:11，B正确；同温同压下，气体密度之比=摩尔质量之比，该混合气体的摩尔质量是$16g÷0.5mol=32g·mol^{-1}，$是$H_{2}($摩尔质量为$2g·mol^{-1})$密度的16倍，C正确；标准状况下，该混合气体中$CO_{2}$的体积为$0.125mol×22.4L·mol^{-1}=2.8L，$D错误。

对点训练1
标准状况下，$CH_4$和$CO$的混合气体$8.96 L$，总质量为$7.60 g$。下列说法不正确的是(D)

A.$CO$和$CH_4$物质的量之比为$1:3$
B.$CO$的质量分数约为$36.8\%$
C.$H$和$C$原子个数之比为$3:1$
D.混合气体的密度约为$8.48 g\cdotL^{-1}$

答案： 对点训练1D 解析标准状况下，$CH_{4}$和CO的混合气体8.96L，总物质的量为0.4mol，总质量为7.60g，则平均摩尔质量为$\frac{7.60g}{0.4mol}=19g·mol^{-1}，$则有$\frac{28g·mol^{-1}×n(CO)+16g·mol^{-1}×n(CH_{4})}{n(CO)+n(CH_{4})}=19g·mol^{-1}，$解得$n(CO):n(CH_{4})=1:3，$A正确；混合气体的总物质的量为0.4mol，$n(CO):n(CH_{4})=1:3，$则有n(CO)=0.1mol，m(CO)=2.8g，故CO的质量分数为$\frac{2.8g}{7.60g}×100%≈36.8%，$B正确；0.1mol CO和$0.3mol CH_{4}$共含有1.2mol H原子和0.4mol C原子，故H和C原子个数比为3:1，C正确；$CH_{4}$和CO的混合气体8.96L，总质量为7.60g，则混合气体的密度为$\frac{7.60g}{8.96L}≈0.848g·L^{-1}，$D错误。

对点训练2
同温同压下，由$NO$和$CO$组成的混合气体的密度是$H_2$的$14.5$倍。下列关系正确的是(A)(提示：空气的平均相对分子质量约为$29$)

A.混合气体中，$CO$与$NO$的质量之比为$14:15$
B.混合气体中，$CO$与$NO$的分子数之比为$1:2$
C.同温同压下，该混合气体的密度与空气的密度不同
D.同温同压下，相同体积的该混合气体与空气的质量不相等

答案： 对点训练2A 解析同温同压下，由NO和CO组成的混合气体的密度是$H_{2}$的14.5倍，则混合气体的平均相对分子质量为29，从而可知NO和CO的物质的量之比为1:1，故CO和NO的质量之比为28:30=14:15，A正确。由A项分析可知，CO与NO的分子个数之比为1:1，B错误。根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，故该混合气体的密度与空气的密度相等，C错误。该混合气体与空气的平均摩尔质量均为$29g·mol^{-1}，$则其摩尔质量相等，故同温同压下，相同体积的该混合气体与空气的物质的量相同，其质量相等，D错误。