题目内容

在一密闭气缸中,用一不漏气可滑动的活塞隔开,左边充有N2,右边充有H2和O2的混合气体,在20℃时,将右边混合气体点燃,反应后冷却到原来温度,若活塞原来离气缸左端的距离为总长的,反应后静止于气缸的正中(忽略水蒸气),则原来H2和O2的体积比为

[  ]

A.4:5
B.5:4
C.7:2
D.2:1
答案:AC
解析:

反应前:活塞两边气体均处于20℃,压强也相同,根据阿伏加德罗定律,右边混合气体的物质的量是N2的3倍.

反应后:活塞两边气体仍处于20℃,压强也相同,根据阿伏加德罗定律,右边剩余气体的物质的量与N2相等.

由于反应前后N2的体积虽然发生变化,但其物质的量没有改变,所以我们若假定N2为1mol时,H2和O2共3mol,反应后剩余气体即为1mol,那么混合气体从3mol变为1mol是什么原因造成的呢?是由以下反应引起的:2H2+O22H2O(液),这是一个气体物质的量减少的反应.现假定参加反应的氢气和氧气分别为xmol和ymol,根据差量法可以确定x和y:

2H2+O2=2H2O    气体物质的量的减少

2    1         3

x    y         3-1=2mol

显然:x=,y=.x+y=2≠3,说明有气体剩余,那么剩余的1mol气体是什么呢?应该是氢气或氧气都有可能.讨论如下:

①若氢气有剩余,则氧气的物质的量为mol,氢气的物质的量为:+1=mol,即体积比等于物质的量之比为7:2.

②若氧气有剩余,则氢气的物质的量为mol,氧气的物质的量为:+1=mol,即体积比等于物质的量之比为4:5.


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