Question

3．在一密閉氣缸中，用一不漏氣可滑動(dòng)的活塞隔開，左邊充有N₂，右邊充有H₂和O₂的混合氣體，在20℃時(shí)，將右邊混合氣體點(diǎn)燃，反應(yīng)后冷卻到原來溫度，若活塞原來離氣缸左端的距離為總長的$\frac{1}{4}$，反應(yīng)后靜止于氣缸的正中（忽略水蒸氣），則原來H₂和O₂的體積比為（　　）

• A． 4：5
• B． 5：4
• C． 2：7
• D． 2：1

Answer 1

分析 左室中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不變，令開始氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，左右兩室壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算開始右室中氫氣與氧氣的物質(zhì)的量，反應(yīng)后左右體積相等，則右室剩余氣體的物質(zhì)的量為1mol，該氣體可能是氧氣或氫氣，根據(jù)差量法計(jì)算，原混合氣體中氫氣、氧氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算體積比．

解答 解：左室中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不變，令開始氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，左右兩室壓強(qiáng)相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，故開始右室中氫氣與氧氣的物質(zhì)的量為1mol×$\frac{\frac{3}{4}}{\frac{1}{4}}$=3mol，反應(yīng)后左右體積相等，則右室剩余氣體的物質(zhì)的量為1mol，則：
    2H₂+O₂=2H₂O  氣體物質(zhì)的量減少△n
    2      1                                        3
  $\frac{4}{3}$mol  $\frac{2}{3}$mol                  3mol-1mol=2mol
若剩余氣體為氫氣，則原混合氣體中氧氣為$\frac{2}{3}$mol，則氫氣為3mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{7}{3}$mol，H₂和O₂的體積比為$\frac{7}{3}$mol：$\frac{2}{3}$mol=7：2，
若剩余氣體是氧氣，則原混合氣體中氫氣為 $\frac{4}{3}$mol，則氫氣為3mol-$\frac{4}{3}$mol=$\frac{5}{3}$mol，H₂和O₂的體積比為 $\frac{4}{3}$mol：$\frac{5}{3}$mol=4：5，
故選A．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，根據(jù)左室氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量利用體積判斷右室氣體的物質(zhì)的量是關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．