Question

24mLH₂S在30mLO₂中燃烧，在同温同压下，得到SO₂的体积为

1. A.
   24mL
2. B.
   30mL
3. C.
   20mL
4. D.
   18mL

Answer 1

D
H₂S燃烧的化学方程式：
2H₂S+O₂（不足） 2S↓+2H₂O         ①
当O₂过量时，继续发生化学反应
S+O₂  SO₂                                                 ②
合并得
2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O③
则当V（H₂S）∶V（O₂）≥2∶1时，只按①式进行。
当V（H₂S）∶V（O₂）≤2∶3时，只按③式进行。
当2∶3<V（H₂S）∶V（O₂）<2∶1时，可按①式和②式进行（如按①式和③式进行）。
解法一：2H₂S+O₂  2S↓+2H₂O①
2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O②
从①式考虑：2H₂S ～  O₂ ～  2S
24mL            30mL
可知余O₂为：30mL-12mL=18mL
余O₂会继续与S反应生成SO₂，由此可确定生成SO₂的体积：
O₂ ～  SO₂
18mL  18mL
答案为D。
从②式考虑：2H₂S ～  3O₂ ～  2SO₂
20mL    30mL    20mL
余H₂S的体积：24mL-20mL=4mL
因2H₂S+SO₂ 2H₂O+3S↓
4mLH₂S将消耗2mLSO₂，剩余SO₂为20mL-2mL=18mL。
解法二：H₂S在O₂中燃烧，按H₂S与O₂的体积比（或物质的量之比）不同，可发生不同的反应。
当V（H₂S）∶V（O₂）≥2∶1时：只发生2H₂S+O₂ 2S↓+2H₂O
当V（H₂S）∶V（O₂）≤2∶3时：只发生2H₂S+3O₂ 2SO₂+2H₂O
现V（H₂S）∶V（O₂）=24∶30=4∶5,介于2∶1～2∶3之间，所以两个反应均发生。
设不完全燃烧H₂S的体积为x，完全燃烧H₂S的体积为y，则
    解得   
由化学方程式知：生成SO₂的体积等于完全燃烧的H₂S的体积，即为18mL。
解法三：本题H₂S与O₂的体积之比为2∶1>V（H₂S）∶V（O₂）>2∶3,说明两种燃烧方式均存在，可根据题给H₂S与O₂的体积（或物质的量）之比写出总的反应方程式：
xH₂S+yO₂  xH₂O+SO₂+S
将x=24mL、y=30mL代入,=18mL。