Question

17．常温常压下，将H₂S和O₂的混合气体100mL引入反应器中在一定条件下充分反应，恢复到原状况，发现尚留气体25mL．则原混合气体中H₂S和O₂的体积比为（　　）

• A． 1：1
• B． 4：3
• C． 3：1
• D． 3：2

Answer 1

分析 H₂S和O₂的混合气体点燃，氧气不足发生反应①2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O，氧气足量发生反应②2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O，据此讨论，若n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，发生反应①，H₂S有剩余；若n（H₂S）：n（O₂）=2：1，发生反应①，没有气体；若n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，发生反应②，氧气有剩余，气体为氧气、二氧化硫；若n（H₂S）：n（O₂）=2：3，发生反应②，气体为二氧化硫；若2：3＜n（H₂S）：n（O₂）＜2：1，发生反应①②，气体为二氧化硫，据此进行计算．

解答 解：H₂S和O₂的混合气体点燃，氧气不足发生反应①2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O，氧气足量发生反应②2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O，
若n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，发生反应①，H₂S有剩余，则：
2 H₂S+O₂═2 S↓+2  H₂O  体积变化△V；
2         1                                   3
50ml 25ml             100mL-25mL=75mL
剩余气体为25mLH₂S，原混合气体中O₂为25mL，H₂S为：100mL-25mL=75mL，符合题意；
若n（H₂S）：n（O₂）=2：1，发生反应①，没有剩余气体，不符合题意；
若n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，发生反应②，氧气有剩余，则：
2  H₂S+3 O₂═2 SO₂+2H₂O    体积变化△V；
   2       3         2                         3
50mL  75mL   50mL        100mL-25mL=75mL
剩余气体为氧气、二氧化硫，其中二氧化硫为50mL，不符合题意；
若n（H₂S）：n（O₂）=2：3，发生反应②，最后气体为二氧化硫，体积为50mL，不符合题意；
若2：3＜n（H₂S）：n（O₂）＜2：1，发生反应①②，气体为二氧化硫，则：
2  H₂S+3 O₂═2 SO₂+2H₂O   
 25mL  37.5mL  25mL
发生反应①的气体体积为：100mL-25mL-37.5mL=37.5mL，其中消耗硫化氢的体积为：37.5mL×$\frac{2}{3}$=25mL，反应消耗氧气的体积为：37.5mL×$\frac{1}{3}$=12.5mL，
所以原混合气体中硫化氢的总体积为：25mL+25mL=50mL，氧气的总体积为：37.5mL+12.5mL=50mL，
剩余气体为H₂S，原混合气体中可能含有O₂25mL、H₂S75mL，此时H₂S和O₂的体积比为3：1；剩余气体为二氧化硫，则H₂S为50mL，氧气为50mL，此时两者的量之比为1：1，
故选：AC．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应实质为解答关键，注意讨论法、差量法在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．