Question

寫出H₂S燃燒反應的化學方程式。將1.0LH₂S氣體和aL空氣混合后點燃，若反應前后氣體的溫度和壓強都相同(30℃、101.31kPa),試討論當a的取值不同時，燃燒后氣體的總體積V(用含a的表達式表示，假定空氣中氮氣和氧氣的體積比為4∶1，其他成分可忽略不計)。

Answer 1

解析：H₂S燃燒有兩種情況：

    2H₂S+O₂  2H₂O+2S↓               ①

    2H₂S+3O₂  2H₂O+2SO₂            ②

    現分A、B、C三種情況加以分析、討論：

A．按反應①，1LH₂S消耗O₂ 0.5L，所以當V(O₂)≤0.5L時，產物S和H₂O都不是氣體，反應后減少的體積應取決于O₂的體積。

    B．按反應②，1LH₂S消耗1.5LO₂，所以當V(O₂)≥1.5L時，H₂S完全燃燒，反應后減少的體積取決于H₂S的體積。

    C．綜合①②兩式，當1.5L＞V(O₂)＞0.5L時，相當于反應①生成的S有一部分繼續(xù)被氧化成SO₂，由于此步反應消耗O₂與生成SO₂的體積相等，因而總體積的減少與反應②相同。

答案：H₂燃燒反應的化學方程式為

    2H₂S+O₂  2S↓+2H₂O

    2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O

A．當a≤2.5L，即V(O₂)≤0.5L時，

    2H₂S+O₂  2H₂O+2S↓        ΔV

               1                                           3

    ?           ?    ?    ?                   

    V_總=1+a-35a=1+25aL

    B．當a≥7.5L,即V(O₂)≥1.5L時，

    2H₂S+3O₂  2H₂O+2SO₂      ΔV

       2    ?    ?    ?                         ?   3

       1L    ?    ?    ?                        ?1.5L

    V_總=1+a-1.5=a-0.5L

    C．7.5L＞a＞2.5L時，反應①②同時發(fā)生。

    2H₂S+O₂  2H₂O+2S↓

      1     

        S  +  O₂    SO₂

    (-)          (-)