题目内容

一个气球中充满了2mol的H2S,气球体积为0.15m3,气球内放了一个内装1molSO2的小容器,小容器与气球本身重量忽略不计,在t=0时刻放手,气球向上飘起.假设上升10s后,小容器自动弹开放出SO2,又过了10s反应完全,此时气球的速度为40m/s,方向向上,且在此10s内,气球内SO2的平均反应速率为多少?(空气阻力不计,空气密度ρ=1.29kg/m3,g=9.8m/s2)

答案:
解析:

开始时气球所受重力

      G=(2×34+1×64)×9.8×10-3N=1.294N

所受浮力

      F=0.15×1.29×9.8=1.986N.

故气球的加速度

     a=m/s2=5.24m/s2

在前10s内,气球上升的高度

      h1at2=262m. 

又经过10s后,由

     2H2S+SO2=3S+2H2O

 可得气球内无气体剩余,故气球不再受浮力,所以气球的加速度即为重力加速度.设气球再过t0秒落回地面,则有

    -(h1+h2)=v0t0gt

代入数据有

    -(262+100)=40t0-×9.

解得    t0=13.6s,

因为在10s内,1mol SO2全部反应,

故    =0.1(mol/s).


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