Question

在一密闭气缸中，用一不漏气可滑动的活塞隔开，左边充有N₂，右边充有H₂和O₂的混合气体，在20℃时，将右边混合气体点燃，反应后冷却到原来温度，若活塞原来离气缸左端的距离为总长的

1

4

，反应后静止于气缸的正中（忽略水蒸气），则原来H₂和O₂的体积比可能为（　　）

A．4：5

B．1：4

C．8：1

D．2：7

Answer 1

分析：左室中氮气的物质的量不变，令开始氮气的物质的量为1mol，左右两室压强相同，体积之比等于物质的量之比，据此计算开始右室中氢气与氧气的物质的量，反应后左右体积相等，则右室剩余气体的物质的量为1mol，该气体可能是氧气或氢气，根据差量法计算，原混合气体中氢气、氧气的物质的量，进而计算体积比．

解答：解：左室中氮气的物质的量不变，令开始氮气的物质的量为1mol，左右两室压强相同，体积之比等于物质的量之比，故开始右室中氢气与氧气的物质的量为1mol×

3 4

1 4

=3mol，反应后左右体积相等，则右室剩余气体的物质的量为1mol，则：
    2H₂+O₂=2H₂O  气体物质的量减少△n
    2    1           3
  

4

3

mol 

2

3

mol       3mol-1mol=2mol
若剩余气体为氢气，则原混合气体中氧气为

2

3

mol，则氢气为3mol-

2

3

mol=

7

3

mol，H₂和O₂的体积比为

7

3

mol：

2

3

mol=7：2，
若剩余气体是氧气，则原混合气体中氢气为

4

3

mol，则氢气为3mol-

4

3

mol=

5

3

mol，H₂和O₂的体积比为

4

3

mol：

5

3

mol=4：5，
故选A．

点评：本题考查化学计算、阿伏伽德罗定律等，难度中等，根据左室氮气的物质的量利用体积判断右室气体的物质的量是关键．