Question

15．密閉容器中自由移動的活塞兩邊分別充入空氣和H₂、O₂的混合氣體，開始體積比為1：3，若將H₂、O₂的混合氣體點燃引爆，恢復到原來溫度（水為液態(tài)），活塞右滑停留于容器的正中央，則原來H₂、O₂的體積比可能為（　�。�

• A． 1：2
• B． 3：2
• C． 5：2
• D． 7：2

Answer 1

分析 反應前左右壓強都相等，氣體的物質的量之比等于體積之比，令空氣的物質的量為1mol，則氫氣、氧氣的混合氣體為3mol．反應后恢復至原來的溫度，活塞正好停留在容器的中間．說明反應后左右氣體的物質的量相等，右室中剩余氣體為1mol，剩余的氣體可能為氫氣，也可能為氧氣，據(jù)此討論計算．

解答 解：反應前左右壓強都相等，氣體的物質的量之比等于體積之比，令空氣的物質的量為1mol，則氫氣、氧氣的混合氣體為3mol．反應后恢復至原來的溫度，活塞正好停留在容器的中間．說明反應后左右氣體的物質的量相等，右室中剩余氣體為1mol，
若剩余的氣體為氫氣，參加反應氣體共2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O可知，氧氣為2mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$mol，故氫氣為3mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{7}{3}$mol，故H₂、O₂的體積比為$\frac{7}{3}$mol：$\frac{2}{3}$mol=7：2；
若剩余的氣體為氧氣，參加反應氣體共2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O可知，氫氣為2mol×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{3}$mol，故氧氣為3mol-$\frac{4}{3}$mol=$\frac{5}{3}$mol，故H₂、O₂的體積比為$\frac{4}{3}$mol：$\frac{5}{3}$mol=4：5，
故選D．

點評 本題考查化學方程式的有關計算，側重考查學生分析計算能力，明確左右室的氣體的物質的量關系是解答本題的關鍵，注意：該反應中可能是氧氣過量也可能是氫氣過量，題目難度不大．