Question

10．如圖所示裝置，密閉容器內分別充入空氣和H₂、O₂的混合氣體在可移動的活塞兩邊，在標準狀況下若將H₂、O₂的混合氣體點燃引爆，活塞先左彈，恢復原溫度后，活塞右滑停留于容器的中央，則原來H₂、O₂的體積比最接近于（　�。�

• A． 2：7
• B． 4：5
• C． 5：4
• D． 7：6

Answer 1

分析 反應前左右壓強都相等，氣體的物質的量之比等于體積之比，設空氣的物質的量為1mol，則氫氣、氧氣的混合氣體為3mol；反應后恢復至原來的溫度，活塞正好停留在容器的中間，說明反應后左右氣體的物質的量相等，右室中剩余氣體為1mol，剩余的氣體可能為氫氣，也可能為氧氣，據(jù)此進行討論計算．

解答 解：反應前左右壓強都相等，氣體的物質的量之比等于體積之比，設空氣的物質的量為1mol，則氫氣、氧氣的混合氣體為3mol；反應后恢復至原來的溫度，活塞正好停留在容器的中間，說明反應后左右氣體的物質的量相等，右室中剩余氣體為1mol，
①若剩余的氣體為H₂，參加反應氣體共2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O可知，混合氣體中O₂的物質的量為：2mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$mol，則氫氣的物質的量為：3mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{7}{3}$mol，相同條件下體積之比等于物質的量之比，所以原混合氣體中H₂、O₂的體積比為$\frac{7}{3}$mol：$\frac{2}{3}$mol=7：2；
②若剩余的氣體為O₂，參加反應氣體共2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O可知，混合氣體中H₂的物質的量為：2mol×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{3}$mol，則氧氣的物質的量為：3mol-$\frac{4}{3}$mol=$\frac{5}{3}$mol，相同條件下體積之比等于物質的量之比，所以原混合氣體中H₂、O₂的體積比為$\frac{4}{3}$mol：$\frac{5}{3}$mol=4：5，
故選B．

點評 本題考查化學方程式的有關計算，題目難度中等，注意左右室的氣體的物質的量關系是解答本題的關鍵，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．