Question

已知H₂S 有可燃烧性，燃烧时氧气的量不同，产物也不同．
（1）在标准状况下，H₂S和O₂ 的混合气体120mL，经点燃后，反应至完全，所得气体经干燥后，恢复到原来状况，体积为15mL，该15mL气体可能是

 

A．H₂S和SO₂ B．O₂ C．H₂S     D．SO₂和O₂
（2）若标准状况下，上述气体，H₂S和O₂ 的混合气体120mL，经点燃后，反应至完全，所得气体经干燥后，恢复到原来状况，体积为30mL，求原气体可能的组成．
（3）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%～45.5%时点燃会发生爆炸，当硫化氢在空气中的体积分数为20%时，其爆炸产物是

 

．
（4）在标准状况下，将120mL H₂S和O₂的混合气体点燃，若原混合气体中H₂S 为x mL，反应后所得气体的总体积为y mL，求：
①当x在不同范围时y与x的函数关系．
②当y=60mL时，原H₂S 的体积可能是多少．

Answer 1

考点：硫化氢,化学方程式的有关计算

专题：计算题,氧族元素

分析：（1）（2）H₂S和O₂的混合气体点燃后充分反应，如氧气足量发生2H₂S+3O₂

点燃  .

2SO₂+2H₂O，剩余气体可能为SO₂或二者都有；如氧气不足，发生2H₂S+O₂

点燃  .

2S+2H₂O，剩余气体H₂S，以此解答该题；
（3）硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%-45.5%时会发生爆炸，当硫化氢气体在空气中的体积分数为20%时计算混合气体硫化氢和氧气的体积分数，依据硫化氢和氧气反应的定量关系分析判断产物，2H₂S+3O₂=2SO₂+2H₂O；2H₂S+O₂=2S+2H₂O；
（4）剩余体积为60ml，由于剩余气体较多，剩余的气体为O₂和SO₂，氧气过量，发生2H₂S+3O₂

点燃  .

2SO₂+2H₂O，根据方程式计算．

解答： 解：（1）①如氧气足量，则发生2H₂S+3O₂

点燃  .

2SO₂+2H₂O，
如剩余气体为O₂和SO₂或SO₂，则H₂S和O₂共反应120mL-15mL=105mL，则反应的H₂S体积为105mL×

2

5

=42mL，
则生成SO₂的体积为42mL＞15mL，不符合题意；
②若生成产物为SO₂和S，则SO₂为15ml，
则先后发生  2H₂S+O₂

点燃  .

  2S+2H₂O 
        

2

3

×105ml   

1

3

×105ml
   S+O₂

点燃  .

  SO₂，
       15ml       15ml
即H₂S为70mL，O₂为50mL，二者体积之和为120ml，符合题意；
③如剩余气体为H₂S，则发生2H₂S+O₂

点燃  .

2S+2H₂O，
H₂S和O₂共反应120mL-15mL=105mL，
则H₂S为105mL×

2

3

+15mL=85mL，O₂为105mL×

1

3

mL=35mL，二者体积之和为120ml，符合题意；
故答案为：C；
（2）①如氧气足量，则发生2H₂S+3O₂

点燃  .

2SO₂+2H₂O，
如剩余气体为O₂和SO₂或SO₂，则H₂S和O₂共反应120mL-30mL=90mL，则反应的H₂S体积为90mL×

2

5

=36mL，
则生成SO₂的体积为36mL＞30mL，不符合题意；
②若生成产物为SO₂和S，则SO₂为30ml，
则先后发生 2H₂S+O₂

点燃  .

2S+2H₂O
        

2

3

×90ml  

1

3

×90ml
 S+O₂

点燃  .

SO₂，
     30ml     30ml
即H₂S为60mL，O₂为60mL，二者体积之和为120ml，符合题意；
③如剩余气体为H₂S，则发生2H₂S+O₂

点燃  .

2S+2H₂O，
H₂S和O₂共反应120mL-30mL=90mL，
则H₂S为90mL×

2

3

+30mL=90mL，O₂为90mL×

1

3

mL=30mL，二者体积之和为120ml，符合题意；
答：原气体可能的组成为：H₂S为60mL，O₂为60mL或H₂S为90mL，O₂为30mL；
（3）当硫化氢在空气中的体积分数为20%时，O₂在混合气体中的体积分数为80%×

1

5

=16%，O₂不足，发生反应2H₂S+O₂

点燃  .

2S↓+2H₂O；
故答案为：S、H₂O；
（4）①如氧气足量，则发生2H₂S+3O₂

点燃  .

2SO₂+2H₂O，
则硫化氢：x≤120×

2

5

=48ml，则生成的SO₂ 为xml，消耗的氧气

3

2

xml，则120-（x+

3

2

x）+x=y，
所以x≤48时，120-

3

2

x=y；
当60＞x＞48，则生成产物为SO₂和S，则SO₂为yml，
则先后发生  2H₂S+O₂

点燃  .

2S+2H₂O
        

2

3

×（120-y） 

1

3

×（120-y）
S+O₂

点燃  .

SO₂，
    yml       yml
则H₂S为

2

3

×（120-y）=x，氧气为

1

3

×（120-y）+y；
所以当60＞x＞48时，240-2x=3y；
当x＞60，则剩余气体为H₂S为yml，则发生2H₂S+O₂

点燃  .

2S+2H₂O，
H₂S和O₂共反应120mL-ymL，
则H₂S为（120-y）mL×

2

3

+ymL=xmL，即360+y=3x；
答：当x在不同范围时y与x的函数关系为：x＜48时，120-

3

2

x=y；当60＞x＞48时，240-2x=3y；当x＞60时，240+y=3x；
②当y=60mL时，剩余的气体为O₂和SO₂，氧气过量，发生2H₂S+3O₂

点燃  .

2SO₂+2H₂O
设硫化氢为xml，生成的二氧化硫为xml，则120-（x+

3

2

x）+x=60，
解得x=40，
答：原H₂S 的体积可能是40ml．

点评：本题考查混合物计算、过量计算、讨论计算等，难度较大，清楚反应过程是解题关键．