Question

24mLH₂S在30mLO₂中燃烧，在同温同压下，得到SO₂的体积为（    ）

    A．24mL   B．30mL   C．20mL   D．18mL

Answer 1

D

解析:

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。