Question

室溫時將H₂S、O₂和N₂的混合氣體120mL點燃后反應至完全，恢復至室溫測得剩余氣體的體積為60mL．則原混合氣體中硫化氫和氧氣的體積比不可能為（　　）

• A、1：1
• B、1：2
• C、2：3
• D、4：3

Answer 1

分析：混合氣體點燃，氮氣不發生反應，討論解答：
氧氣不足時，發生反應：2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O，若剩余氣體為N₂，則n（H₂S）：n（O₂）=2：1，若剩余氣體為N₂、H₂S，則n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，假設氮氣為0，比值為極大值；
氧氣足量時，發生反應：2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O，若剩余氣體為N₂、SO₂，則n（H₂S）：n（O₂）=2：3，
若剩余氣體為O₂、N₂、SO₂，則n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，假設氮氣為0時，比值為極小值，
據此討論計算．

解答：解：混合氣體點燃，氮氣不發生反應，反應后混合氣體體積減少120mL-60mL=60mL，
氧氣不足時，則：
2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O  體積減少
2    1               3
40mL 20mL            60mL
若剩余氣體為N₂，則n（H₂S）：n（O₂）=2：1，
若剩余氣體為N₂、H₂S，則n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，假設氮氣為0，比值為極大值，此時O₂為20mL、H₂S為120mL-20ml=100mL，故n（H₂S）：n（O₂）的極大值=100mL：20mL=5：1，
氧氣足量時，則：
2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O 體積減少
2    3    2          3
40mL 60mL            60mL
若剩余氣體為N₂、SO₂，則n（H₂S）：n（O₂）=2：3，
若剩余氣體為O₂、N₂、SO₂，則n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，假設氮氣為0時，比值為極小值，此時H₂S為40mL、O₂為120mL-40ml=80mL，故n（H₂S）：n（O₂）的極小值=40mL：80mL=1：2，
由于含有氮氣，故1：2＜n（H₂S）：n（O₂）＜5：1，
故選B．

點評：本題考查混合物計算，屬于討論計算等，難度中等，根據發生的反應確定極值點是解題關鍵．