Question

10．室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室，分别向A、B两室充入H₂、O₂的混合气体和1mol空气，此时活塞的位置如图所示．
（1）A室混合气体的物质的量为2mol，所含分子总数为1.204×10²⁴；
（2）实验测得A室混合气体的质量为34g，则该混合气体的密度是同温同压条件下氦气密度的4.25倍；
（3）若将A室H₂、O₂的混合气体点燃引爆，恢复原温度后，最终活塞停留的位置在2刻度，容器内气体压强与反应前气体压强之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）同温同压下，气体的物质的量之比等于其气体之比；根据N=nN_A计算分子数目；
（2）计算A室中混合气体的平均摩尔质量，同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比；
（3）根据总质量、总物质的量列方程计算氢气与氧气物质的量，根据方程式计算反应后剩余气体物质的量，恢复原温度后最终两室中压强相等，体积之比等于其物质的量之比，可以确定活塞停留的位置；
B室中空气物质的量不变、温度不变，反应前后压强之比与反应前后体积成反比．

解答 解：（1）A、B两室压强与温度相同，气体的物质的量之比等于其气体之比，则A室中气体物质的量为1mol×$\frac{4}{2}$=2mol，含有分子数目为2mol×6.02×10²³mol^-1=1.204×10²⁴，
故答案为：2mol；1.204×10²⁴；
（2）A室中混合气体的平均摩尔质量为$\frac{34g}{2mol}$=17g/mol，同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比，故该混合气体的密度是同温同压条件下氦气密度的$\frac{17}{4}$=4.25倍，
故答案为：4.25；
（3）设氢气物质的量为xmol、氧气物质的量为ymol，则：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=2}\\{2x+32y=34}\end{array}\right.$
解得x=1、y=1，
由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，可知氧气有谁剩余，剩余氧气为1mol-1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，恢复原温度后最终两室中压强相等，体积之比等于其物质的量之比，则A、B两室的体积之比为0.5mol：1mol=1：2，则活塞停留在2刻度处；
A室中空气物质的量不变、温度不变，反应前后压强之比与反应前后体积成反比，则容器内气体压强与反应前气体压强之比为2：4=1：2，
故答案为：2；1：2．

点评 本题考查阿伏伽德罗定律及其推论，侧重考查学生计算能力，注意根据PV=nRT理解阿伏伽德罗定律及其推论．