Question

写出H₂S燃烧反应的化学方程式。将1.0LH₂S气体和aL空气混合后点燃，若反应前后气体的温度和压强都相同(30℃、101.31kPa),试讨论当a的取值不同时，燃烧后气体的总体积V(用含a的表达式表示，假定空气中氮气和氧气的体积比为4∶1，其他成分可忽略不计)。

Answer 1

解析：H₂S燃烧有两种情况：

    2H₂S+O₂  2H₂O+2S↓               ①

    2H₂S+3O₂  2H₂O+2SO₂            ②

    现分A、B、C三种情况加以分析、讨论：

A．按反应①，1LH₂S消耗O₂ 0.5L，所以当V(O₂)≤0.5L时，产物S和H₂O都不是气体，反应后减少的体积应取决于O₂的体积。

    B．按反应②，1LH₂S消耗1.5LO₂，所以当V(O₂)≥1.5L时，H₂S完全燃烧，反应后减少的体积取决于H₂S的体积。

    C．综合①②两式，当1.5L＞V(O₂)＞0.5L时，相当于反应①生成的S有一部分继续被氧化成SO₂，由于此步反应消耗O₂与生成SO₂的体积相等，因而总体积的减少与反应②相同。

答案：H₂燃烧反应的化学方程式为

    2H₂S+O₂  2S↓+2H₂O

    2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O

A．当a≤2.5L，即V(O₂)≤0.5L时，

    2H₂S+O₂  2H₂O+2S↓        ΔV

               1                                           3

    ?           ?    ?    ?                   

    V_总=1+a-35a=1+25aL

    B．当a≥7.5L,即V(O₂)≥1.5L时，

    2H₂S+3O₂  2H₂O+2SO₂      ΔV

       2    ?    ?    ?                         ?   3

       1L    ?    ?    ?                        ?1.5L

    V_总=1+a-1.5=a-0.5L

    C．7.5L＞a＞2.5L时，反应①②同时发生。

    2H₂S+O₂  2H₂O+2S↓

      1     

        S  +  O₂    SO₂

    (-)          (-)