Question

常温下，在一刚性容器内部有一个不漏气且可以滑动的活塞，将容器分割成左右两室．左室充入N₂，右室充入H₂和O₂，活塞正好使N₂占容器体积的（如图）．然后点燃H₂和O₂的混合气体，反应完毕后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间．经检验，此时右室中气体可使带火星的木条复燃．则反应前H₂和O₂的物质的量之比为______．（请简要写出计算过程）

Answer 1

【答案】分析：左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，反应后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间．说明反应后左右气体的物质的量相等，右室中气体可使带火星的木条复燃，说明氧气过量，根据方程式计算．
解答：解：设氮气的物质的量为1mol，
左室充入N₂，右室充入H₂和O₂，活塞正好使N₂占容器体积的，
左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，
则H₂和O₂的物质的量为3mol，
点燃H₂和O₂的混合气体，反应方程式为2H₂+O₂2H₂O，
反应后活塞正好停留在容器的中间．说明反应后左右气体的物质的量相等，
右室中气体可使带火星的木条复燃则剩余氧气为1mol，
则反应的H₂和O₂共为2mol，其中n（H₂）=mol，n（O₂）=mol，
所以原气体中n（H₂）=mol，n（O₂）=mol+1mol=mol，
则反应前H₂和O₂的物质的量之比为：=4：5．
故答案为：4：5．
点评：本题考查化学方程式的有关计算，题目难度中等，注意左右室的气体的物质的量关系是解答本题的关键．