Question

【題目】室溫下，某容積固定的密閉容器由可移動的活塞隔成 A、B 兩室，向 A 中充入一定量 H2、O2 的混合氣體，向 B 中充入 1 mol 空氣，此時活塞的位置如圖所示。

（1）A 室混合氣體的物質的量為______，所含分子總數約______。

（2）實驗測得 A 室混合氣體的質量為 34 g，則該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氦氣密度的______倍。

（3）若將 A 室 H2、O2的混合氣體點燃引爆，恢復原溫度后，最終活塞停留的位置在______刻度，容器內氣體壓強與反應前氣體壓強之比為______。

Answer 1

【答案】2mol 1.204×1024 4.25 2 1：2

【解析】

（1）同溫同壓下，氣體的物質的量之比等于其氣體之比；根據N=nNA計算分子數目；

（2）計算A室中混合氣體的平均摩爾質量，同溫同壓下氣體的密度之比等于其摩爾質量之比；

（3）根據總質量、總物質的量列方程計算氫氣與氧氣物質的量，根據方程式計算反應后剩余氣體物質的量，恢復原溫度后最終兩室中壓強相等，體積之比等于其物質的量之比，可以確定活塞停留的位置；B室中空氣物質的量不變、溫度不變，反應前后壓強之比與反應前后體積成反比。

（1）相同條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比，1mol空氣占容器總體積的1/3，空氣和H2、O2 的混合氣體的體積之比為1：2，則其物質的量之比為1：2，所以混合氣體的物質的量為2mol，所含分子總數約為2×6.02×1023=1.204×1024，故答案為：2mol；1.204×1024；

（2）設H2的物質的量為x，O2的物質的量為y，則有關系式：x+y=2，2x+32y=34，解聯立方程得，x= 1mol、y=1mol，該混合氣體的平均相對分子質量=2×1/2+32×1/2=17,由同溫同壓條件下密度之比等于摩爾質量之比可知，則該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氦氣密度的17/4=4.25倍, 故答案為：4.25；

(3) 若將 A 室 H2、O2的混合氣體點燃引爆，由方程式可知氧氣有誰剩余，剩余氧氣為1mol-1mol×1/2=0.5mol，恢復原溫度后最終兩室中壓強相等，體積之比等于其物質的量之比，則A、B兩室的體積之比為0.5mol：1mol=1：2，則活塞停留在2刻度處；A室中空氣物質的量不變、溫度不變，反應前后壓強之比與反應前后體積成反比，則容器內氣體壓強與反應前氣體壓強之比為2：4=1：2，故答案為：2；1：2。