Question

18．如圖所示裝置，室溫下密閉容器內(nèi)分別充入空氣和H₂、O₂的混合氣體在可移動的活塞兩邊，若將H₂、O₂的混合氣體點燃引爆，活塞先左彈，恢復原溫度后，活塞右滑停留于容器的中央，則原來H₂、O₂的體積比最接近于（　　）
①2：7   ②5：4   ③4：5   ④7：2．

• A． ①②
• B． ③④
• C． ②④
• D． ①③

Answer 1

分析 反應前左右壓強都相等，氣體的物質(zhì)的量之比等于體積之比，設空氣的物質(zhì)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(zhì)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(zhì)的量之比等于體積之比，設空氣的物質(zhì)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(zhì)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}$mol，故氫氣為3mol-$\frac{4}{3}$mol=$\frac{5}{3}$mol，故H₂、O₂的體積比為$\frac{5}{3}$mol：$\frac{4}{3}$mol=5：4，
所以原來H₂、O₂的體積比最接近的為②④，
故選C．

點評 本題考查化學方程式的有關(guān)計算，題目難度中等，明確左右室的氣體的物質(zhì)的量關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵，注意掌握討論法在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．