Question

13．在20℃时，在一刚性容器内部有一个不漏气且可滑动的活塞将容器分隔成左右两室．左室充入氮气，右室充入氢气与氧气的混和气体，活塞恰好停留在离左端的1/5处（图1），然后引燃氢、氧混和气体，反应完毕后恢复至原来温度，活塞恰好停在中间（图2），如果忽略水蒸气体积，则反应前氢气与氧气的体积比可能是（　　）

• A． 3：1
• B． 4：5
• C． 2：1
• D． 3：2

Answer 1

分析 左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，反应后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间，说明反应后左右气体的物质的量相等，根据方程式计算．

解答 解：设氮气的物质的量为1mol，左室充入N₂，右室充入H₂和O₂，活塞正好使N₂占容器体积的$\frac{1}{5}$，左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，则H₂和O₂的物质的量为4mol，点燃H₂和O₂的混合气体，反应方程式为2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，反应后活塞正好停留在容器的中间．说明反应后左右气体的物质的量相等，右室中气体的物质的量为1mol，则反应的H₂和O₂共为3mol，如果剩余是氢气，其中n（H₂）=3mol，n（O₂）=1mol，其体积之比为3：1；如果剩余气体是氧气，则原气体中n（H₂）=2mol，n（O₂）=2mol，二者的物质的量之比为1：1，
故选A．

点评 本题考查了阿伏伽德罗定律及其推论，明确气体体积与物质的量的关系是解本题关键，注意平衡状态时两边容器内压强相等，题目难度中等．