生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、CO2、氮气的混合气体2.016升，该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生反应

题文

生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、CO2、氮气的混合气体2.016升（标准状况），该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生反应：CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。当CH4完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8克。将该反应后产生的气体通过过量澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5克。（1）原混合气体中CH4的物质的量为________mol；（2）原混合气体中N2的体积分数为________。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）0.075；（2）5.56% （5/90）

解析

（1）根据题意，硬质玻璃管质量减轻4.8 g为CuO转化为Cu时，失去O的质量，由CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu得关系式：CH4——4O，又n(O)="4.8" g÷16 g・mol-1="0.3" mol，则n(CH4)="0.075" mol；（2）根据题意，发生的反应为CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu ，CO2+Ca(OH)2(过量)=CaCO3↓+H2O，由方程式可得各物质的物质的量关系：n（CaCO3）= n反应后（CO2）=n反应前（CH4+CO2），n（CaCO3）="8.5" g÷100 g・mol-1="0.085" mol，原混合气体的物质的量为：2.016 L÷22.4 L・mol-1=0.09mol，则n（N2）="0.005" mol，所以原混合气体中N2的体积分数为(0.005 mol÷0.09 mol)×100%=5.56%。

考点

据考高分专家说，试题“生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料.....”主要考查你对 [物质的量 ]考点的理解。

物质的量

物质的量： 物质中含有一定数目粒子集体的物理量。是国际单位制中7个基本物理量之一（7个基本的物理量分别为：长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量）符号：n 计算公式：物质的量(n)=粒子数(N)/阿伏加德罗常数(NA) 以物质的量为中心的各种化学常用量间的关系：n=N/NA=m/M=V/Vm=cV=ρV/M

使用物质的量注意事项：

（1）物质的量表示物质所含指定粒子的多少，物质的量是一个整体，不得简化或增添任何字。（2）物质的量及其单位摩尔的适用范围是微观粒子，因此在使用中应指明粒子的名称。

物质的量的相关解法：

问题探究：

（1）1mol氢这种说法正确吗？如何表示1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子？答：使用摩尔作单位时，应用化学式（符号）指明离子的种类，1mol氢的说法不正确，因其咩有指明是氢分子还是氢离子、氢原子。1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子分别表示为1molH、1molH2、1molH+。（2）阿佛加德罗常数和6.02×1023mol-1在实际使用上有何区别？阿佛加德罗常数是一个非常精确的数字，而6.02×1023mol-1只是阿佛加德罗常数的一个近似值。在关于概念性描述时要求非常准确，要使用阿佛加德罗常数，而在涉及计算时，则用6.02×1023mol-1进行粗略计算。二者关系类似于数学上的圆周率∏与3.14的关系。