Question

10．如图所示装置，密闭容器内分别充入空气和H₂、O₂的混合气体在可移动的活塞两边，在标准状况下若将H₂、O₂的混合气体点燃引爆，活塞先左弹，恢复原温度后，活塞右滑停留于容器的中央，则原来H₂、O₂的体积比最接近于（　　）

• A． 2：7
• B． 4：5
• C． 5：4
• D． 7：6

Answer 1

分析 反应前左右压强都相等，气体的物质的量之比等于体积之比，设空气的物质的量为1mol，则氢气、氧气的混合气体为3mol；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，右室中剩余气体为1mol，剩余的气体可能为氢气，也可能为氧气，据此进行讨论计算．

解答 解：反应前左右压强都相等，气体的物质的量之比等于体积之比，设空气的物质的量为1mol，则氢气、氧气的混合气体为3mol；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，右室中剩余气体为1mol，
①若剩余的气体为H₂，参加反应气体共2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O可知，混合气体中O₂的物质的量为：2mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$mol，则氢气的物质的量为：3mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{7}{3}$mol，相同条件下体积之比等于物质的量之比，所以原混合气体中H₂、O₂的体积比为$\frac{7}{3}$mol：$\frac{2}{3}$mol=7：2；
②若剩余的气体为O₂，参加反应气体共2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O可知，混合气体中H₂的物质的量为：2mol×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{3}$mol，则氧气的物质的量为：3mol-$\frac{4}{3}$mol=$\frac{5}{3}$mol，相同条件下体积之比等于物质的量之比，所以原混合气体中H₂、O₂的体积比为$\frac{4}{3}$mol：$\frac{5}{3}$mol=4：5，
故选B．

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，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．