Question

13．在1atm和100℃時，混合300cm³氫氣和100cm³氧氣，然后使之爆炸后若使壓力和溫度維持不變，則混合氣體的體積為若干？若壓力不變，在27℃時的體積為若干？27℃時水的飽和蒸汽壓（在密閉條件中，在一定溫度下，與固體或液體處于相平衡的蒸氣所具有的壓強稱為蒸氣壓．同一物質在不同溫度下有不同的蒸氣壓，并隨著溫度的升高而增大．）為3.564kPa．

Answer 1

分析 在1atm和100℃時水為氣體，根據反應方程式計算出反應后混合氣體的總體積；然后利用27℃時水的飽和蒸汽計算出壓力不變、在27℃時氣體的體積．

解答 解：在1atm和100℃時，混合300cm³氫氣和100cm³氧氣，然后使之爆炸后若使壓力和溫度維持不變，燃燒之后剩余100mL氫氣，同時生成200mL水蒸氣，所以反應后氣體的總體積為300mL；
在27℃時水要液化，分開計算氫氣和水蒸氣，先算氫氣：溫度變為原來的$\frac{27+273.15}{100+273.15}$=$\frac{300.15}{373.15}$，體積為：$\frac{300.15}{373.15}$×100mL，
再加上水蒸氣的體積，即要在原體積的基礎上增多 $\frac{3.564}{101.325}$，
所以27℃時總體積為：$\frac{300.15}{373.15}$×100mL×（1+$\frac{3.564}{101.325}$）=83.27mL，
答：爆炸后若使壓力和溫度維持不變，則混合氣體的體積為300mL；若壓力不變，在27℃時的體積為83.27mL．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的實質為解答關鍵，注意掌握飽和蒸汽壓的含義及應用方法，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．