Question

【题目】室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室，向A中充入一定量H2、O2的混合气体，向B中充入1mol空气，此时活塞的位置如图所示。

（1）A室混合气体的物质的量为_______。

（2）实验测得A室混合气体的质量为34g，A室中含氧气_______mol；该混合气体的密度是同温同压时H2密度的 _______倍。

（3）若将A室H2、O2的混合气体点燃引爆，恢复原温度后，最终活塞停留在_____刻度处，容器内气体压强与反应前气体压强之比_____。

Answer 1

【答案】2mol 1mol 8.5 2 1:2

【解析】

(1)同温同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比；

(2)计算A室中混合气体的平均摩尔质量，同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比；

(3)根据总质量、总物质的量列方程计算氢气与氧气物质的量，根据方程式计算反应后剩余气体物质的量，恢复原温度后最终两室中压强相等，体积之比等于其物质的量之比，可以确定活塞停留的位置；B室中空气物质的量不变、温度不变，反应前后压强之比与反应前后体积成反比。

(1)A、B两室压强与温度相同，气体的物质的量之比等于其体积之比，则A室中气体物质的量为1mol×=2mol；

②设氢气物质的量为xmol、氧气物质的量为ymol，则：x+y＝2、2x+32y＝34，解得x=1、y=1；A室中混合气体的平均摩尔质量为=17g/mol，同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比，故该混合气体的密度是同温同压条件下氢气密度的=8.5倍；

③设氢气物质的量为xmol、氧气物质的量为ymol，则：x+y＝2、2x+32y＝34，解得x=1、y=1；

由2H2+O2 2H2O，可知氧气有剩余，剩余氧气为1mol-1mol×=0.5mol，恢复原温度后最终两室中压强相等，体积之比等于其物质的量之比，则A、B两室的体积之比为0.5mol:1mol=1:2，则活塞停留在2刻度处；A室中空气物质的量不变、温度不变，反应前后压强之比与反应前后体积成反比，则容器内气体压强与反应前气体压强之比为2:4=1:2。