标准状况下,在臭氧发生器中装入100毫升氧气,最后又恢复到标准状况下,其体积为95毫升,则最终状态是,混合气体的密度在标准状况下是多少?混合气体中臭氧的体积为多少?

题目

标准状况下,在臭氧发生器中装入100毫升氧气,最后又恢复到标准状况下,其体积为95毫升,则最终状态是,混合气体的密度在标准状况下是多少?混合气体中臭氧的体积为多少?

答案

标准状况下,100毫升氧气是0.100/22.4=4.46x10^(-3)摩尔,氧气的摩尔质量是32g/mol,100毫升氧气的质量是4.46x10^(-3)x32 = 0.143g.
混合气体的质量和开始时的氧气质量一样,是0.143g,体积为95毫升=0.095ml,密度是0.143/0.095 = 1.50g/L.
95毫升混合气体是0.095/22.4=4.24x10^(-3)摩尔
3O2(g) 2O3 (g)
4.46x10^(-3)mol 0 mol 开始
4.46x10^(-3) -3n/2 mol n mol 结束
4.46x10^(-3) -3n/2 + n = 4.24x10^(-3)
n = 4.4x10^(-4) mol
混合气体中臭氧的体积分数是其摩尔分数:4.4x10^(-4)/4.24x10^(-3) = 10.4%
混合气体中臭氧的体积是:95 x 10.4% = 9.8 ml