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室中充入H2和O2的混合氣體，向B室中充入3mol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__________，標準狀況下的體積為_____________L ；

（2）實驗測得A室混合氣體的質量為102g，則該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氫氣密度的 ______________倍；

（3）若將A室中H2與O2的混合氣體點燃引爆，恢復原溫度后，最終活塞停留的位置在_______ 刻度，容器內氣體壓強與反應前氣體壓強之比為 _____________．

Answer 1

【答案】 6mol 134.4 8.5 2 1：2

【解析】（1）同溫同壓下，氣體的物質的量之比等于體積之比，則A室中氣體物質的量為3mol×=6mol，標準狀況下的體積為6mol×22.4 Lmol-1=134.4L。

（2）A室中混合氣體的平均摩爾質量為：102g÷6mol=17g·mol-1，氫氣摩爾質量是2g·mol-1，因為同溫同壓下氣體的密度之比等于摩爾質量之比，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=6，2x+32y=102，解得x=3，y=3，所以將A室中H2與O2的混合氣體點燃引爆，恢復到室溫后，剩余氣體1.5mol，又因為B中有3mol空氣，所以最終活塞停留的位置在2刻度；原先共有9mol氣體，現在共有4.5mol氣體，根據PV=nRT，同溫同體積氣體壓強之比等于物質的量之比，故容器內氣體壓強與反應前氣體壓強之比為1:2。