Question

24mLH₂S在30mLO₂中燃燒，在同溫同壓下，得到SO₂的體積為（    ）

    A．24mL   B．30mL   C．20mL   D．18mL

Answer 1

D

解析:

H₂S燃燒的化學方程式：

    2H₂S+O₂（不足） 2S↓+2H₂O          ①

    當O₂過量時，繼續發生化學反應

    S+O₂  SO₂                                                  ②

    合并得

    2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O③

    則當V（H₂S）∶V（O₂）≥2∶1時，只按①式進行。

    當V（H₂S）∶V（O₂）≤2∶3時，只按③式進行。

    當2∶3<V（H₂S）∶V（O₂）<2∶1時，可按①式和②式進行（如按①式和③式進行）。

    解法一：2H₂S+O₂  2S↓+2H₂O①

    2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O②

    從①式考慮：2H₂S  ～  O₂  ～  2S

                24mL            30mL

    可知余O₂為：30mL-12mL=18mL

    余O₂會繼續與S反應生成SO₂，由此可確定生成SO₂的體積：

    O₂  ～  SO₂

    18mL  18mL

    答案為D。

    從②式考慮：2H₂S  ～  3O₂  ～  2SO₂

                20mL    30mL    20mL

    余H₂S的體積：24mL-20mL=4mL

    因2H₂S+SO₂  2H₂O+3S↓

    4mLH₂S將消耗2mLSO₂，剩余SO₂為20mL-2mL=18mL。

    解法二：H₂S在O₂中燃燒，按H₂S與O₂的體積比（或物質的量之比）不同，可發生不同的反應。

    當V（H₂S）∶V（O₂）≥2∶1時：只發生2H₂S+O₂  2S↓+2H₂O

    當V（H₂S）∶V（O₂）≤2∶3時：只發生2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O

    現V（H₂S）∶V（O₂）=24∶30=4∶5,介于2∶1～2∶3之間，所以兩個反應均發生。

    設不完全燃燒H₂S的體積為x，完全燃燒H₂S的體積為y，則

        解得    

    由化學方程式知：生成SO₂的體積等于完全燃燒的H₂S的體積，即為18mL。

    解法三：本題H₂S與O₂的體積之比為2∶1>V（H₂S）∶V（O₂）>2∶3,說明兩種燃燒方式均存在，可根據題給H₂S與O₂的體積（或物質的量）之比寫出總的反應方程式：

    xH₂S+yO₂  xH₂O+SO₂+S

    將x=24mL、y=30mL代入,=18mL。