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(2011-09-15 13:15:33)
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教育 |
平均摩尔质量的求法及应用
1. 平均摩尔质量的求法
平均摩尔质量是针对混合物而言的，它也符合摩尔质量的定义，因此，求摩尔质量的方法都可以用于求平均摩尔质量。
⑴根据摩尔质量的概念求
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M |
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m（总）混 |
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n（总）混 |
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= |
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= |
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= |
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m1+m2+……+mq+…… |
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n1+n2+……+nq+…… |
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n1+n2+……+nq+…… |
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n1M1+n2M2+……+nqMq+…… |
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M |
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= |
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M1×a1% + M2×a2% +……+ Mq×aq% +…… |
对于二元混合体系：
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M |
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= |
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M1×a1% + M2×a2% |
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M |
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= |
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n1+n2 |
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n1M1+n2M2 |
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M |
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= |
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ρ（混） |
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M（A） |
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= |
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ρ（A） |
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D |
2. 平均摩尔质量的特点
⑴ 的值一般随着混合物中各组分的物质的量之比（物质的量分数）的改变而改变。
⑵不论混合物中各组分的物质的量之比如何变化，一般都有M（最小）＜ ＜M（最大）（极值思想）
如CO和CO2的混合物：28g.mol-1＜ ＜44g.mol-1。
对于二元混合物来说，哪种组分的物质的量分数超过50%， 就接近这种组分的摩尔质量。
⑶若混合物中各组分的摩尔质量都相等，不论各组分的物质的量分数如何变化，都有 就等于各组分的摩尔质量。
如CO和N2的混合物： =M（CO）=M（N2）=28g.mol-1
只要是平均值，都有上述特点。
平均值能够反应一个群体的整体水平。或某个群体中哪一部分占优势。
3.平均摩尔质量的应用
⑴对于A、B形成的二元混合物
①已知M（A）、M（B）和 ，可求n（A）/n（B）（常用十字交叉法）
例1：标况下，H2和CO的混合气体7L，其质量为2.25g。求H2的体积分数。
解析：常规思路：根据总质量和总体积列方程组求解。
另解： = ×Vm = （2.25g/7L）×22.4L·mol-1 = 7.2 g·mol-1（下略）
例2：由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与N2的密度相同，则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为（
A．29∶8∶11
解析：由题意知， = M（N2）= 28 g·mol-1，而M（CO）= 28 g·mol-1，所以CO2和H2的混合物的 = 28 g·mol-1。至此，三元混合体系的问题转化为二元混合体系的问题。（下略）。
②已知M（A）或M（B）和 ，可推测M（B）或M（A）的范围。
例3：铷和另一种碱金属的合金7.8g与水完全反应时，放出0.2gH2，则合金中另一种碱金属可能是（
解析：碱金属的合金与水反应可表示为：2M + 2H2O = 2MOH + H2↑
所以，n（合金）= 2n（H2）= 2×（0.2g/2 g·mol-1）= 0.2mol
（合金）= 7.8g/0.2mol = 39g·mol-1
因为，M（Rb）=85g·mol-1 ＞39g·mol-1
所以，另一种碱金属的摩尔质量小于39g·mol-1，为Li或Na。
⑵对于多元混合体系（也适用于二元混合体系）
①求出（已知）M（最大）、M（最小），可确定 的范围。
例4：将Mg、Al、Zn组成的混合物与足量盐酸作用，放出H2的体积为2.8L（标况），则三种金属的物质的量之和为（
A．0.250
解析：产生2.8LH2所需三种金属的混合物的物质的量是各种纯金属产生2.8LH2所需物质的量的平均值，它应介于需要量最小的金属的物质的量和需要量最大的金属的物质的量之间，具体的值取决于各种金属的物质的量分数。
②已知 ，求出M（最大）和M（最小），可确定混合物的（可能）组成
例5：将1.5g两种金属的混合物粉末与足量的稀盐酸反应，反应完全后，得到标况下的H21.12L，则两种金属可能是（
A．Mg、Cu
例6：在标况下，由CO和CO2组成的混合气体13.44L，质量为20g，该混合气体中，碳与氧两种原子的个数比为3∶4。
解析：法一：列方程组；
法二：平均摩尔质量法；
法三：平均碳原子数法（最简单）
根据平均值原理，1molCO和CO2的混合物中含1molC，
所以，混合物中n（C）= 13.44L/22.4L·mol-1 = 0.6mol
所以，m（O）= m（混）— m（C）= 20g — 0.6mol×12g·mol-1 = 12.8g。
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