分析 H2S與O2的反應(yīng)為:①氧氣不足,硫化氫過(guò)量時(shí):2H2S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2S+2H2O,②氧氣部分過(guò)量時(shí):2H2S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2S+2H2O、S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2,③氧氣有剩余時(shí):2H2S+3O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O,
根據(jù)pV=nRT可知,容積、溫度一定時(shí)壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比,該溫度下水為氣態(tài),
當(dāng)只按照反應(yīng)①進(jìn)行時(shí),則反應(yīng)后壓強(qiáng)為反應(yīng)前的:$\frac{2}{3}$×100%=66.67%<71.4%,當(dāng)反應(yīng)按照③進(jìn)行反應(yīng)時(shí),則反應(yīng)后壓強(qiáng)是反應(yīng)前的:$\frac{4}{5}$×100%=80%>71.4%,說(shuō)明開始時(shí)氧氣不足,反應(yīng)按照反應(yīng)①或②進(jìn)行;
設(shè)原混合氣體中含有硫化氫xmol,含有氧氣ymol,
(一)當(dāng)只發(fā)生反應(yīng)①且恰好反應(yīng)時(shí),反應(yīng)后氣體為硫化氫和水,根據(jù)反應(yīng)可知,生成水的體積等于硫化氫的體積,則硫化氫的物質(zhì)的量為71.4%(x+y),
第二步加入80g氧氣(2.5mol)后主要發(fā)生反應(yīng):2H2S+3O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O、S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2,
第一步反應(yīng)剩余的硫化氫為(x-2y),發(fā)生反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少了:$\frac{1}{2}$(x-2y)mol,根據(jù)差量法通入氧氣反應(yīng)結(jié)束后氣體總物質(zhì)的量增加了:2.5mol-0.5(x-2y)mol=(1.43-71.4%)(x+y)mol,結(jié)合x=71.4%(x+y)計(jì)算即可;
(二)反應(yīng)后壓強(qiáng)為反應(yīng)前的66.67%,而實(shí)際上為71.4%,反應(yīng)②的S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2反應(yīng)中反應(yīng)前后氣體體積不變,說(shuō)明參與該反應(yīng)的氧氣占有的壓強(qiáng)為:71.4%-66.67%=4.73%,
第二步加入80g氧氣(2.5mol)后主要發(fā)生反應(yīng):S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2,反應(yīng)后氣體總體積不變,則加入2.5mol氧氣引起的壓強(qiáng)變化為:1.43-71.4%=0.716,所以該容器中1mol氣體所占有的壓強(qiáng)為:$\frac{0.716}{2.5}$=0.2864,
則反應(yīng)前硫化氫和氧氣的總物質(zhì)的量為:$\frac{1}{0.2864}$mol=3.49mol,第一步反應(yīng)過(guò)后過(guò)量的氧氣所占的壓強(qiáng)為0.0473,過(guò)量的氧氣的物質(zhì)的量為:$\frac{0.0473}{0.2864}$mol=0.165mol,
硫化氫與氧氣發(fā)生反應(yīng)2H2S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2S+2H2O的總物質(zhì)的量為:3.49mol-0.165mol=3.325mol,再結(jié)合反應(yīng)方程式計(jì)算出原混合氣體中硫化氫和氧氣的物質(zhì)的量.
解答 解:硫化氫與氧氣的反應(yīng)有:①氧氣不足,硫化氫過(guò)量時(shí):2H2S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2S+2H2O,②氧氣部分過(guò)量時(shí):2H2S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2S+2H2O、S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2,③氧氣有剩余時(shí):2H2S+3O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O,
根據(jù)pV=nRT可知,容積、溫度一定時(shí)壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比,該溫度下水為氣態(tài),
當(dāng)只按照反應(yīng)①進(jìn)行時(shí),則反應(yīng)后壓強(qiáng)為反應(yīng)前的:$\frac{2}{3}$×100%=66.67%<71.4%,當(dāng)反應(yīng)按照③進(jìn)行反應(yīng)時(shí),則反應(yīng)后壓強(qiáng)是反應(yīng)前的:$\frac{4}{5}$×100%=80%>71.4%,
說(shuō)明開始時(shí)氧氣不足,反應(yīng)按照反應(yīng)①或②進(jìn)行;
設(shè)原混合氣體中含有硫化氫xmol,含有氧氣ymol,
(一)當(dāng)只發(fā)生反應(yīng)①且恰好反應(yīng)時(shí),反應(yīng)后氣體為硫化氫和水,根據(jù)反應(yīng)可知,生成水的體積等于硫化氫的體積,則硫化氫的物質(zhì)的量為71.4%(x+y),
第二步加入80g氧氣(2.5mol)后主要發(fā)生反應(yīng):2H2S+3O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O、S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2,
第一步反應(yīng)剩余的硫化氫為(x-2y),發(fā)生反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少了:$\frac{1}{2}$(x-2y)mol,根據(jù)差量法通入氧氣反應(yīng)結(jié)束后氣體總物質(zhì)的量增加了:2.5mol-0.5(x-2y)mol=(1.43-71.4%)(x+y)mol,結(jié)合x=71.4%(x+y)解得:x=2.27mol、y=0.907mol;
(二)反應(yīng)后壓強(qiáng)為反應(yīng)前的66.67%,而實(shí)際上為71.4%,反應(yīng)②的S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2反應(yīng)中反應(yīng)前后氣體體積不變,說(shuō)明參與該反應(yīng)的氧氣占有的壓強(qiáng)為:71.4%-66.67%=4.73%,
第二步加入80g氧氣(2.5mol)后主要發(fā)生反應(yīng):S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$SO2,反應(yīng)后氣體總體積不變,則加入2.5mol氧氣引起的壓強(qiáng)變化為:1.43-71.4%=0.716,
所以該容器中1mol氣體所占有的壓強(qiáng)為:$\frac{0.716}{2.5}$=0.2864,
則反應(yīng)前硫化氫和氧氣的總物質(zhì)的量為:$\frac{1}{0.2864}$mol=3.49mol,
第一步反應(yīng)過(guò)后過(guò)量的氧氣所占的壓強(qiáng)為0.0473,過(guò)量的氧氣的物質(zhì)的量為:$\frac{0.0473}{0.2864}$mol=0.165mol,
硫化氫與氧氣發(fā)生反應(yīng)2H2S+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2S+2H2O的總物質(zhì)的量為:3.49mol-0.165mol=3.325mol,其中氧氣的物質(zhì)的量為:3.326mol×$\frac{1}{3}$=1.108mol,硫化氫的物質(zhì)的量為:3.326mol×$\frac{2}{3}$=2.217mol,
則原混合氣體中硫化氫的物質(zhì)的量為:2.217mol,氧氣為:1.108mol+0.165mol=1.273mol,
答:原混合氣體中含有2.27mol硫化氫、0.907mol氧氣或2.217mol硫化氫、1.273mol氧氣.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用,題目難度較大,明確發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵,注意掌握討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析理解能力及化學(xué)計(jì)算能力.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 巴豆酸的官能團(tuán)是:碳碳雙鍵、羧基 | |
B. | 純堿溶液、溴水、乙醇、酸高錳酸鉀溶液均可與巴豆酸反應(yīng) | |
C. | 巴豆酸的化學(xué)式為C4H6O | |
D. | 巴豆酸與丁酸互為同分異構(gòu)體 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
物質(zhì) | Si | SiCl4 | Cl2 |
沸點(diǎn)/℃ | 2355 | 57.6 | -34.1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 鈉是銀白色、有一定延展性的金屬,硬度很大 | |
B. | 將鈉放在石棉網(wǎng)用酒精燈加熱,鈉劇烈燃燒,產(chǎn)生黃色火焰,生成過(guò)氧化鈉 | |
C. | 金屬鈉在空氣中燃燒,因氧氣濃度低,生成氧化鈉 | |
D. | 鈉保存在煤油中,也可保存在CCl4中 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 1mol Na2O2固體中含有O22- 2NA | |
B. | 常溫常壓下,3.2g CH4中含有電子2NA | |
C. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L CH3CH2OH中含有分子0.5NA | |
D. | 100mL 1mol•L-1的CH3COOH溶液中含有CH3COOH分子0.1NA |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 在氧化還原反應(yīng)中,金屬單質(zhì)一定是還原劑,非金屬單質(zhì)一定是氧化劑 | |
B. | 某元素在化學(xué)反應(yīng)中,由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),則該元素一定被還原 | |
C. | 在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑和還原劑可能是同一種物質(zhì) | |
D. | 有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 10g重水(2H216O)中含有的中子數(shù)目為5NA | |
B. | 28g氮?dú)馑械脑訑?shù)目為NA | |
C. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L水中含有的水分子數(shù)目為0.1NA | |
D. | 1mol鐵與足量稀鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3NA |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
元素編號(hào) | 元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu) |
T | M層的電子數(shù)是原子核外電子層數(shù)的2倍 |
X | 原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍 |
Y | 常溫下單質(zhì)為雙原子分子,其氫化物水溶液呈堿性 |
Z | 元素最高正化合價(jià)是+7價(jià) |
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