Question

17．常溫常壓下，100mL H₂S和O₂的混合氣體在一定的條件下充分反應(yīng)后，恢復(fù)到原來(lái)狀況時(shí)，剩余25mL氣體，試確定剩余氣體是什么氣體？原混合氣體中H₂S和O₂各多少毫升？

Answer 1

分析 H₂S和O₂的混合氣體點(diǎn)燃，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)①2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)②2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O，據(jù)此討論，若n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，發(fā)生反應(yīng)①，H₂S有剩余；若n（H₂S）：n（O₂）=2：1，發(fā)生反應(yīng)①，沒(méi)有氣體；若n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，發(fā)生反應(yīng)②，氧氣有剩余，氣體為氧氣、二氧化硫；若n（H₂S）：n（O₂）=2：3，發(fā)生反應(yīng)②，氣體為二氧化硫；若2：3＜n（H₂S）：n（O₂）＜2：1，發(fā)生反應(yīng)①②，氣體為二氧化硫，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：H₂S和O₂的混合氣體點(diǎn)燃，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)①2H₂S+O₂═2S↓+2H₂O，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)②2H₂S+3O₂═2SO₂+2H₂O，
若n（H₂S）：n（O₂）＞2：1，發(fā)生反應(yīng)①，H₂S有剩余，則：
2 H₂S+O₂═2 S↓+2  H₂O  體積變化△V；
2         1                                   3
50ml 25ml             100mL-25mL=75mL
剩余氣體為25mLH₂S，原混合氣體中O₂為25mL，H₂S為：100mL-25mL=75mL，符合題意；
若n（H₂S）：n（O₂）=2：1，發(fā)生反應(yīng)①，沒(méi)有剩余氣體，不符合題意；
若n（H₂S）：n（O₂）＜2：3，發(fā)生反應(yīng)②，氧氣有剩余，則：
2  H₂S+3 O₂═2 SO₂+2H₂O    體積變化△V；
   2       3         2                         3
50mL  75mL   50mL        100mL-25mL=75mL
剩余氣體為氧氣、二氧化硫，其中二氧化硫?yàn)?0mL，不符合題意；
若n（H₂S）：n（O₂）=2：3，發(fā)生反應(yīng)②，最后氣體為二氧化硫，體積為50mL，不符合題意；
若2：3＜n（H₂S）：n（O₂）＜2：1，發(fā)生反應(yīng)①②，氣體為二氧化硫，則：
2  H₂S+3 O₂═2 SO₂+2H₂O   
 25mL  37.5mL  25mL
發(fā)生反應(yīng)①的氣體體積為：100mL-25mL-37.5mL=37.5mL，其中消耗硫化氫的體積為：37.5mL×$\frac{2}{3}$=25mL，反應(yīng)消耗氧氣的體積為：37.5mL×$\frac{1}{3}$=12.5mL，
所以原混合氣體中硫化氫的總體積為：25mL+25mL=50mL，氧氣的總體積為：37.5mL+12.5mL=50mL，
答：剩余氣體為H₂S，原混合氣體中可能含有O₂25mL、H₂S75mL；剩余氣體為二氧化硫，則H₂S為50mL氧氣、50mL硫化氫．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意討論法、差量法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．