题目内容
将a mol H2S和1 mol O2置于一个容积可变的容器内进行反应，维持容器内气体的压强不变(101kPa)．在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2．若a的取值不同，则H2S的氧化产物可能有如下三种情况：
(1)全部是SO2时，此时a的取值范围是________．
(2)全部为S，此时a的取值范围是________，并且d1________d2(填“＞”，“＝”或“＜”)
(3)部分是SO2，部分是S，此时a的取值范围是________，反应所生成SO2的物质的量为________mol，容器内气体的物质的量之和为________mol(以含a的代数式表示)．
解析：
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【解答】(1)a≤ (3) 【巧解导析】H2S被O2氧化，按反应物相对量的不同有两种反应： 2H2S＋3O2 2H2S＋O2 观察反应物的计量系数比及对应的产物，我们可借助数轴作出以下分析： 即a≤
当产物为S和SO2时，可以用写总反应方程式的方法求算SO2的物质的量和反应后混合气体的总物质的量，因为H2S和O2均反应完，可写出如下反应式： aH2S＋O2→H2S＋SO2＋S，根据元素原子个数守恒配平方程式：aH2S＋O2＝aH2O＋(1－ |
mol;(2)a≥2,＞
＜a＜2,1－
,1＋
2H2O＋2SO2 ①
时，产物全为SO2；a≥2时，产物全为S；
＜a＜2时，产物为SO2和S．当产物全为S时，由2H2S＋O2
前＞
＝
，故d1＞d2．
)SO2＋(
－1)S．故反应生成(1－
)mol SO2，反应后混合气体总物质的量为a＋(1－
)＝(1＋
)mol．提示：
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【巧解点悟】关于因反应物剂量不同而导致产物不同的反应绝大多数都可以借助数轴来分析，如P与Cl2反应，CO2与NaOH反应，H3PO4与NaOH反应等．本题涉及的反应为氧化还原反应，也可从得失电子的角度分析求解： a mol H2S→a mol SO2→失6a mol e－ a mol H2S→a mol S→失2a mol e－ 1mol O2完全反应得4mol e－ (1)产物为SO2时，O2足量，故6a≤4，a≤ (2)产物全为S时，H2S足量，故2a≥4，a≥2． (3)产物为S和SO2时，H2S和O2全反应完，H2S部分转化为S和SO2，故O2获得电子数应介于上述两情况之间，有2a＜4＜6a， |
．
＜a＜2．此时设a mol H2S有x mol转化为SO2，则有(a－x)mol H2S被氧化为S，由电子转移守恒，6x＋2(a－x)＝1×4得x＝(1－
)mol，由H守恒知H2O为a mol，故容器内气体的总物质的量为a＋(1－
)＝(1＋
)mol．第(3)小题中SO2的求算，除这里介绍的写总反应方程式法、电子转移守恒法之外，还有常见的分步反应考虑法，只要原理通，解法自然有．
（1）如图所示是实验室中制取气体的一种简易装置．①甲同学用下列方法检验装置的气密性，请问能否达到目的
mol
．若a的取值不同，则
的氧化产物可能存如下3种情况，试填写空白：
，此时a的取值范围是________．
________
(填“大于”、“小于”或“等于”)．
，部分是S，此时a的取值范围是________；反应所生成的