Question

使含重水（D₂O）的水分解，得到H₂、HD、D₂的混合氣體�，F(xiàn)有1 L含重水0.017%(質量分數(shù))的水，其密度仍為1 g·cm^-3。將其完全分解后，分離得到HD和D₂的混合氣體，其平均相對分子質量為3.5，試計算D₂和HD混合氣體的體積（標準狀況）。

Answer 1

解析：1 L水中含有D₂O的質量為1 000 g×0.017%=0.17 g，n(D₂O)=0.17 g÷20 g·mol^-1=0.008 5 mol，n(D)=2n(D₂O)=2×0.008 5 mol=0.017 mol。設HD、D₂混合氣體中D₂所占的物質的量分數(shù)為x，4x+3(1-x)=3.5，x=0.5。設HD、D₂的物質的量均為a，有3a=0.017 mol，a=mol，則HD和D₂的總物質的量為2×mol，混合氣體標準狀況下的體積為22.4 L·mol^-1×2×mol=0.254 L。

答案：0.254 L