Question

常溫下，在一剛性容器內部有一個不漏氣且可以滑動的活塞，將容器分割成左右兩室．左室充入N₂，右室充入H₂和O₂，活塞正好使N₂占容器體積的

1

4

（如圖）．然后點燃H₂和O₂的混合氣體，反應完畢后恢復至原來的溫度，活塞正好停留在容器的中間．經檢驗，此時右室中氣體可使帶火星的木條復燃．則反應前H₂和O₂的物質的量之比為

4：5

．（請簡要寫出計算過程）

Answer 1

分析：左右壓強相等，氣體的物質的量之比等于體積之比，反應后恢復至原來的溫度，活塞正好停留在容器的中間．說明反應后左右氣體的物質的量相等，右室中氣體可使帶火星的木條復燃，說明氧氣過量，根據(jù)方程式計算．

解答：解：設氮氣的物質的量為1mol，
左室充入N₂，右室充入H₂和O₂，活塞正好使N₂占容器體積的

1

4

，
左右壓強相等，氣體的物質的量之比等于體積之比，
則H₂和O₂的物質的量為3mol，
點燃H₂和O₂的混合氣體，反應方程式為2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O，
反應后活塞正好停留在容器的中間．說明反應后左右氣體的物質的量相等，
右室中氣體可使帶火星的木條復燃則剩余氧氣為1mol，
則反應的H₂和O₂共為2mol，其中n（H₂）=

4

3

mol，n（O₂）=

2

3

mol，
所以原氣體中n（H₂）=

4

3

mol，n（O₂）=

2

3

mol+1mol=

5

3

mol，
則反應前H₂和O₂的物質的量之比為

4

3

：

5

3

=4：5．
故答案為：4：5．

點評：本題考查化學方程式的有關計算，題目難度中等，注意左右室的氣體的物質的量關系是解答本題的關鍵．