Question

20．有H₂和O₂的混合气体a L，经点火反应后，其体积减小为b L（反应前后气体的体积在同温同压下测定，且在100℃以下）．计算混合气体中H₂和O₂的体积．

Answer 1

分析 氢气和氧气反应的化学方程式为：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，最后剩余bL气体，则反应消耗了（a-b）L气体，根据反应方程式计算出反应消耗的氧气和氢气的体积，再结合剩余的气体可能为氢气或氧气计算出原混合气体中氢气和氧气的体积．

解答 解：氢气和氧气的反应方程式为2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，反应消耗的气体总体积为：aL-bL=（a-b）L，
该温度下水为液体，参加反应的氢气体积为：$\frac{2}{3}$（a-b）L，参加反应的氧气体积为：$\frac{1}{3}$（a-b）L，
当剩余气体为氢气时，原混合气体中氢气总体积为：$\frac{2}{3}$（a-b）L+bL=$\frac{1}{3}$（2a+b）L，混合气体中O₂的体积氧气体积为：$\frac{1}{3}$（a-b）L；
当剩余气体为氧气时，原混合气体中氢气总体积为：$\frac{2}{3}$（a-b）L，混合气体中O₂的体积氧气体积为：$\frac{1}{3}$（a-b）L+bL=$\frac{1}{3}$（a+2b）L，
答：当氢气过量时，原混合气体中氢气总体积为$\frac{1}{3}$（2a+b）L，O₂的体积氧气体积为：$\frac{1}{3}$（a-b）L；当剩余气体为氧气时，原混合气体中氢气总体积为$\frac{2}{3}$（a-b）L，混合气体中O₂的体积氧气体积为$\frac{1}{3}$（a+2b）L．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应实质为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．