Question

13．在1atm和100℃时，混合300cm³氢气和100cm³氧气，然后使之爆炸后若使压力和温度维持不变，则混合气体的体积为若干？若压力不变，在27℃时的体积为若干？27℃时水的饱和蒸汽压（在密闭条件中，在一定温度下，与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强称为蒸气压．同一物质在不同温度下有不同的蒸气压，并随着温度的升高而增大．）为3.564kPa．

Answer 1

分析 在1atm和100℃时水为气体，根据反应方程式计算出反应后混合气体的总体积；然后利用27℃时水的饱和蒸汽计算出压力不变、在27℃时气体的体积．

解答 解：在1atm和100℃时，混合300cm³氢气和100cm³氧气，然后使之爆炸后若使压力和温度维持不变，燃烧之后剩余100mL氢气，同时生成200mL水蒸气，所以反应后气体的总体积为300mL；
在27℃时水要液化，分开计算氢气和水蒸气，先算氢气：温度变为原来的$\frac{27+273.15}{100+273.15}$=$\frac{300.15}{373.15}$，体积为：$\frac{300.15}{373.15}$×100mL，
再加上水蒸气的体积，即要在原体积的基础上增多 $\frac{3.564}{101.325}$，
所以27℃时总体积为：$\frac{300.15}{373.15}$×100mL×（1+$\frac{3.564}{101.325}$）=83.27mL，
答：爆炸后若使压力和温度维持不变，则混合气体的体积为300mL；若压力不变，在27℃时的体积为83.27mL．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握饱和蒸汽压的含义及应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．