化学计算 · 二元混合气

平均值法与十字交叉法

把混合气的平均相对分子质量想成一根“平衡尺”:它一定落在两种气体的数值之间。调节平均值,观察 差值如何反推组成。

设定混合气条件

只有已知两种组分且平均值夹在两端数值之间时,十字交叉法才可直接使用。

本实验固定 H₂ 的相对分子质量为 2,N₂ 为 28。
H₂
相对分子质量 2
N₂
相对分子质量 28
平均值:18

用“对端差值”反推

M̄ = x(H₂) × 2 + x(N₂) × 28
H₂ 的对端差:10
×
N₂ 的对端差:16

H₂ 与 N₂ 的物质的量比,取各自到另一端的差值。

物质的量比 n(H₂) : n(N₂)5 : 8
质量比 m(H₂) : m(N₂)5 : 112
H₂ 的物质的量分数38.46%
N₂ 的物质的量分数61.54%
复算检验
(5 × 2 + 8 × 28) ÷ (5 + 8) = 18

别只记“交叉”,先检查能不能用

先看极值范围。
平均相对分子质量必须在 2 和 28 之间;等于端点时,另一种气体的量为零。
再看组分数目。
十字交叉法直接对应二元混合物。若有第三种气体,信息不足,不能由一个平均值唯一反推出各组分的量。