Question

2．如图所示，室温下分别向密闭容器内可移动活塞的两边充入空气（已知空气体积占整个容器容积的$\frac{1}{4}$）、H₂ 和O₂ 的混合气体，若将H₂、O₂ 的混合气体点燃引爆．活塞先左弹，恢复室温后，活塞右滑停留于容器的中央．则原来H₂、O₂ 的物质的量之比可能为：①4：5 ②2：5 ③3：8 ④7：2（　　）

• A． ①②
• B． ①④
• C． ②③
• D． ③④

Answer 1

分析 反应前，左右两室的体积之比为1：3，则左右两室中气体物质的量之比为1：3，反应后，活塞处于中央，两室体积相等，则两室中气体的物质的量相等，令空气的物质的量为1mol，设H₂、O₂的物质的量分别为xmol、ymol，讨论氢气或氧气过量计算解答．

解答 解：令空气的物质的量为1mol，反应前，左右两室的体积之比为1：3，反应前右室的物质的量为3mol，反应后，活塞处于中央，两室体积相等，则两室中气体的物质的量相等，反应后右室气体物质的量为1mol，发生反应2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，
设H₂、O₂的物质的量分别为xmol、ymol，
若氢气过量，则：$\left\{\begin{array}{l}{x-2y=1}\\{x+y=3}\end{array}\right.$，解得x：y=7：2，
若氧气过量，则：$\left\{\begin{array}{l}{y-0.5x=1}\\{x+y=3}\end{array}\right.$，解得x：y=4：5，
故选B．

点评 本题考查混合物计算，注意左室中气体物质的量不变，根据体积变化判断右室反应前后气体物质的量，再利用赋值法与讨论法计算，难度中等．