Question

在10℃时，有容积为3L和1L的两容器，如图，向图中左、右两容器内分别充入氢气和氧气，其压强分别为p₁和p₂，开启阀门，点燃后将气体冷却至原温度．

计算：

(1)在10℃时，反应前氧气在p₁下的体积；

(2)在10℃时，反应后容器内的压强p．

Answer 1

答案：
解析：

本题涉及气体定律和过量问题的计算，将物理和化学知识融合在一起，有效地考查了学生跨学科的综合能力． 　　(1)O2在压强为P2时体积1l．根据玻意耳定律知，在P1下的体积为V＝1×(l)．此问是命题者为求解(2)问设置的阶梯． 　　(1)H2和O2的反应在其物质的量未确定时会有两种物质均适量与某物质过量的不同情况，应分别加以讨论． 　　①当＝时．它们可恰好完全反应生成水．在10℃时水为液态．此时P＝0． 　　②当＞时，H2过量，所耗H2的体积应为P1条件下O2的2倍，即2×)l，剩余的H2在压强为P1时的体积为(3－2×l．因反应后剩余的H2将充满已连通的两容器，即其体积由3l变为(3＋1)l，故此时容器内的压强P＝＝(l) 　　②当＜时，O2过量，所耗O2在P1条件下的体积为1.5l，剩余(－1.5)l，此时容器内的压强： 　　＝＝．