Question

【題目】室溫下，某容積固定的密閉容器由可移動的活塞隔成A、B兩室，向A中充入一定量H2、O2的混合氣體，向B中充入1mol空氣，此時活塞的位置如圖所示。

（1）A室混合氣體的物質的量為_______。

（2）實驗測得A室混合氣體的質量為34g，A室中含氧氣_______mol；該混合氣體的密度是同溫同壓時H2密度的 _______倍。

（3）若將A室H2、O2的混合氣體點燃引爆，恢復原溫度后，最終活塞停留在_____刻度處，容器內氣體壓強與反應前氣體壓強之比_____。

Answer 1

【答案】2mol 1mol 8.5 2 1:2

【解析】

(1)同溫同壓下，氣體的物質的量之比等于其體積之比；

(2)計算A室中混合氣體的平均摩爾質量，同溫同壓下氣體的密度之比等于其摩爾質量之比；

(3)根據總質量、總物質的量列方程計算氫氣與氧氣物質的量，根據方程式計算反應后剩余氣體物質的量，恢復原溫度后最終兩室中壓強相等，體積之比等于其物質的量之比，可以確定活塞停留的位置；B室中空氣物質的量不變、溫度不變，反應前后壓強之比與反應前后體積成反比。

(1)A、B兩室壓強與溫度相同，氣體的物質的量之比等于其體積之比，則A室中氣體物質的量為1mol×=2mol；

②設氫氣物質的量為xmol、氧氣物質的量為ymol，則：x+y＝2、2x+32y＝34，解得x=1、y=1；A室中混合氣體的平均摩爾質量為=17g/mol，同溫同壓下氣體的密度之比等于其摩爾質量之比，故該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氫氣密度的=8.5倍；

③設氫氣物質的量為xmol、氧氣物質的量為ymol，則：x+y＝2、2x+32y＝34，解得x=1、y=1；

由2H2+O2 2H2O，可知氧氣有剩余，剩余氧氣為1mol-1mol×=0.5mol，恢復原溫度后最終兩室中壓強相等，體積之比等于其物質的量之比，則A、B兩室的體積之比為0.5mol:1mol=1:2，則活塞停留在2刻度處；A室中空氣物質的量不變、溫度不變，反應前后壓強之比與反應前后體積成反比，則容器內氣體壓強與反應前氣體壓強之比為2:4=1:2。