Question

氫氣和氧氣的混合氣體在120℃和1.01×10⁵帕?xí)r的體積為aL，點燃后恢復(fù)到原條件，氣體體積為bL，求原混合氣體中氫氣和氧氣的體積．（同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同的分子數(shù)．）

Answer 1

分析：根據(jù)題意可以知道，同溫、同壓下，相同體積的不同氣體分子中含有相同數(shù)目分子，所以結(jié)合氫氣和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式可以知道反應(yīng)中氫氣和氧氣反應(yīng)的體積之比為2：1，由于沒有指明各物質(zhì)的體積關(guān)系，所以在反應(yīng)時有三種情況：①恰好完全反應(yīng)，②氧氣剩余，③氫氣剩余，所以可以據(jù)此結(jié)合化學(xué)方程式來完成解答．

解答：解：氫氣和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O，在120℃和1.01×10⁵Pa壓強下，生成的水也是以氣體的狀態(tài)存在的，
①如果氫氣和氧氣恰好完全根據(jù)化學(xué)方程式可以知道，氧氣占總體積的三分之一，即原混合氣體中氧氣的體積為：

1

3

aL；
②如果氧氣過量，則設(shè)反應(yīng)的氧氣的體積為x，則：
2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O
2   1        2
2x  x        2x
根據(jù)反應(yīng)前沒有參與反應(yīng)的氧氣的體積和反應(yīng)后氧氣的體積可得等式：
aL-（2x+x）=bL-2x
解得：x=（a-b）L；
所以原混合氣體中氧氣的體積為：aL-2x=aL-2（a-b）L=（2b-a）L；
③若氫氣過量，則設(shè)氧氣的體積為y，則：
2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O
2   1        2
2y  y        2y
根據(jù)反應(yīng)前后剩余的氫氣的質(zhì)量相等得：
aL-（2y+y）=bL-2y
解得：y=（a-b）L
即原混合氣體中氧氣的體積為（a-b）L；
根據(jù)上述計算可以知道原混合氣體中氧氣的體積可能為：

1

3

aL、（a-b）L或（2b-a）L，則氫氣可能為：

2

3

aL、2（a-b）L、bL．則氫氣和氧氣的體積比會為2：1或2（a-b）L：（2b-a）L 或bL：（a-b）L
答：原混合氣體中氫氣和氧氣的體積比為2：1或2（a-b）L：（2b-a）L 或bL：（a-b）L；

點評：本題有一定難度，考查同學(xué)們的新信息的獲取能力、處理能力及靈活運用進行解題的能力．