Question

氢气和氧气的混合气体在0℃和一定压强下体积为a L，点燃后发生反应，待气体恢复至原来温度和压强时，测得其体积为b L，原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少？（若将温度改为120℃则结果如何？）

Answer 1

考点：有关过量问题的计算

专题：计算题

分析：0℃和一定压强下，水的状态为液体，根据差量法分别从氢气过量、氧气过量两个方面讨论原混合气体中氢气和氧气的体积；当温度改为120℃时，水的状态为气体，根据差量法分别从氢气过量、氧气过量、恰好反应三个方面讨论得出原混合气体中氢气和氧气的体积．

解答：解：0℃和一定压强下，氢气和氧气反应的化学方程式为：2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O，生成的水为液态，
      2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O（l）△V
       2  1               3
       x  y            （a-b）L
x=

2

3

（a-b）L，y=

1

3

（a-b）L，
①当氧气过量时，氢气完全反应，氢气体积为：

2

3

（a-b）L，氧气的体积为：aL-

2

3

（a-b）L=（

1

3

a+

2

3

b）L，
②当氢气过量时，氧气完全反应，氧气的体积为：

1

3

（a-b）L，则氢气的体积为：aL-

1

3

（a-b）L=（

2

3

a-

1

3

b）L，
答：在0℃和一定压强下，若氧气过量，则原混合气体中氢气体积为

2

3

（a-b）L，氧气的体积为=（

1

3

a+

2

3

b）L；若氢气过量，则氧气的体积为：

1

3

（a-b）L，则氢气的体积为：（

2

3

a-

1

3

b）L；
若将温度改为120℃，水的状态为气态，
       H₂+O₂

点燃  .

2H₂O（g）△V
       2  1      2        1
       x  y            （a-b）L
x=2（a-b）L，y=（a-b）L，
①当氧气过量时，氢气完全反应，氢气体积为：2（a-b）L，氧气的体积为：aL-2（a-b）L=（2b-a）L，
②当氢气过量时，氧气完全反应，氧气的体积为：（a-b）L，则氢气的体积为：aL-（a-b）L=bL，
③当氢气和氧气恰好反应时，则氢气体积为

2

3

aL，氧气的体积为

1

3

aL，
答：温度为120℃时，当氢气和氧气恰好反应时，则氢气体积为

2

3

aL，氧气的体积为

1

3

aL；当氧气过量时，氢气完全反应，氢气体积为：2（a-b）L，氧气的体积为：aL-2（a-b）L=（2b-a）L；当氢气过量时，氧气完全反应，氧气的体积为：（a-b）L，则氢气的体积为：aL-（a-b）L=bL．

点评：本题考查了有关过量问题的计算，题目难度中等，注意掌握差量法、讨论法在化学计算的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．