Question

室温时将H₂S、O₂和N₂的混合气体120mL点燃后反应至完全，恢复至室温测得剩余气体的体积为60mL．则原混合气体中硫化氢和氧气的体积比不可能为（　　）

• A、1：1
• B、1：2
• C、2：3
• D、4：3

Answer 1

分析：混合气体点燃，氮气不发生反应，讨论解答：
氧气不足时，发生反应：2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O，若剩余气体为N₂，则n（H₂S）：n（O₂）=2：1，若剩余气体为N₂、H₂S，则n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，假设氮气为0，比值为极大值；
氧气足量时，发生反应：2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O，若剩余气体为N₂、SO₂，则n（H₂S）：n（O₂）=2：3，
若剩余气体为O₂、N₂、SO₂，则n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，假设氮气为0时，比值为极小值，
据此讨论计算．

解答：解：混合气体点燃，氮气不发生反应，反应后混合气体体积减少120mL-60mL=60mL，
氧气不足时，则：
2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O  体积减少
2    1               3
40mL 20mL            60mL
若剩余气体为N₂，则n（H₂S）：n（O₂）=2：1，
若剩余气体为N₂、H₂S，则n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，假设氮气为0，比值为极大值，此时O₂为20mL、H₂S为120mL-20ml=100mL，故n（H₂S）：n（O₂）的极大值=100mL：20mL=5：1，
氧气足量时，则：
2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O 体积减少
2    3    2          3
40mL 60mL            60mL
若剩余气体为N₂、SO₂，则n（H₂S）：n（O₂）=2：3，
若剩余气体为O₂、N₂、SO₂，则n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，假设氮气为0时，比值为极小值，此时H₂S为40mL、O₂为120mL-40ml=80mL，故n（H₂S）：n（O₂）的极小值=40mL：80mL=1：2，
由于含有氮气，故1：2＜n（H₂S）：n（O₂）＜5：1，
故选B．

点评：本题考查混合物计算，属于讨论计算等，难度中等，根据发生的反应确定极值点是解题关键．