混合氣體是由兩種或兩種以上氣體混合而成的氣體體系，在工業(yè)、環(huán)境、科研等多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
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定義：由不同氣體分子均勻混合形成的氣體混合物，各組分氣體保持各自的化學(xué)性質(zhì)。
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組成表示方式：
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體積分?jǐn)?shù)（φ）：某組分氣體體積占混合氣體總體積的比例，如空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為 21%。
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摩爾分?jǐn)?shù)（x）：某組分氣體的物質(zhì)的量占總物質(zhì)的量的比例，常用于熱力學(xué)計算。
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質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ω）：某組分氣體質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值。
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物理性質(zhì)
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密度：混合氣體的密度等于各組分氣體密度與其體積分?jǐn)?shù)的乘積之和，公式為：ρ混合=∑i=1nρi?φi
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壓強：遵循道爾頓分壓定律，即混合氣體的總壓強等于各組分氣體分壓之和：P總=P1+P2+?+Pn
其中某組分的分壓 Pi=P總?xi（xi為摩爾分?jǐn)?shù)）。
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溫度與體積：滿足理想氣體狀態(tài)方程 PV=nRT（理想情況下），混合氣體的總體積等于各組分氣體在相同條件下的體積之和（理想氣體近似）。
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化學(xué)性質(zhì)
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各組分氣體保持獨立化學(xué)性質(zhì)，如空氣中的氧氣支持燃燒，氮氣性質(zhì)穩(wěn)定。
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若組分間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（如氫氣與氧氣混合），則需考慮反應(yīng)后的產(chǎn)物組成。
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組成：主要包含氮氣（體積分?jǐn)?shù)約 78%）、氧氣（約 21%），以及二氧化碳、稀有氣體等少量成分。
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特點與應(yīng)用：是生命呼吸的必需氣體；工業(yè)上常用于燃燒過程、空分法制取氧氣等場景。
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組成：主要成分為一氧化碳和氫氣，可能含有二氧化碳、氮氣等雜質(zhì)。
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特點與應(yīng)用：是重要的化工原料，可用于合成氨、甲醇等化學(xué)品，也能作為燃料使用。
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組成：以甲烷為主要成分，含有少量乙烷、丙烷等烴類氣體。
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特點與應(yīng)用：屬于清潔燃料，廣泛用于發(fā)電、供熱以及化工生產(chǎn)（如制備乙烯等）。
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組成：常見類型包括氬氣與二氧化碳的混合氣體、氬氣與氦氣的混合氣體等。
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特點與應(yīng)用：焊接時用于隔絕空氣，防止金屬被氧化，例如 MAG 焊（采用氬氣 + 二氧化碳混合氣體）。
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組成：如氧氣與笑氣（一氧化二氮）的混合氣體、氧氣與氦氣的混合氣體等。
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特點與應(yīng)用：笑氣混合氧氣可用于麻醉；氦氧混合氣可降低呼吸道阻力，用于呼吸道疾病。
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工業(yè)生產(chǎn)：
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鋼鐵冶煉中使用富氧空氣提高燃燒效率；
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石油化工中利用合成氣制備化學(xué)品；
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食品行業(yè)用氮氣與二氧化碳混合氣體保鮮包裝。
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醫(yī)療領(lǐng)域：
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醫(yī)用氧氣與空氣混合調(diào)節(jié)氧濃度，用于缺氧；
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氦氧混合氣用于深海潛水，防止氮氣溶于血液引發(fā) “減壓病”。
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環(huán)境與科研：
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大氣監(jiān)測中分析污染物（如二氧化硫、氮氧化物）在空氣中的混合比例；
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實驗室中配制標(biāo)準(zhǔn)混合氣體用于儀器校準(zhǔn)（如氣相色譜分析）。
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能源領(lǐng)域：
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氫氣與天然氣混合作為過渡燃料，降低碳排放；
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沼氣（甲烷與二氧化碳混合）作為可再生能源發(fā)電。
例題：某容器中裝有 1 mol 氧氣和 2 mol 氮氣，總壓強為 300 kPa，求氧氣的分壓。
解：氧氣的摩爾分?jǐn)?shù) xO2=1+21=31，
氧氣分壓 PO2=300×31=100 kPa。
例題：已知 25℃、101 kPa 下，空氣的體積分?jǐn)?shù)為氮氣 78%（密度 1.25 g/L）、氧氣 21%（密度 1.43 g/L）、氬氣 1%（密度 1.78 g/L），求空氣密度。
解：ρ空氣=1.25×0.78+1.43×0.21+1.78×0.01=1.29 g/L。
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易燃易爆混合氣體：如氫氣與空氣混合（濃度在 4%~75% 時遇明火爆炸），需嚴(yán)格控制濃度與火源。
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有毒氣體混合：如一氧化碳與空氣混合，需監(jiān)測濃度并保持通風(fēng)。
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窒息性混合氣體：如氮氣與其他氣體混合導(dǎo)致氧氣含量低于 19.5% 時，可能引發(fā)窒息風(fēng)險。
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理想氣體假設(shè)分子間無作用力、體積可忽略，適用于低壓、高溫條件下的混合氣體計算。
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真實氣體（如高壓下的石油氣）需考慮分子間作用力，可用范德華方程等修正模型計算性質(zhì)。
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