Question

15．H₂和O₂的混合氣體，在120℃和1.01×10⁵Pa下體積為aL，點燃使其反應后恢復至原條件，其體積變?yōu)閎L，則原混合氣體中O₂為（　�。�

• A． b L
• B． （b-a）L
• C． （2a-b）L
• D． （2b-a）L

Answer 1

分析 根據題意可以知道，同溫、同壓下，相同體積的不同氣體分子中含有相同數目分子，所以結合氫氣和氧氣反應的化學方程式可以知道反應中氫氣和氧氣反應的體積之比為2：1，由于沒有指明各物質的體積關系，所以在反應時有三種情況：①恰好完全反應，②氧氣剩余，③氫氣剩余，所以可以據此結合化學方程式來完成解答．

解答 解：氫氣和氧氣反應的化學方程式為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2H₂O，在120℃和1.01×105Pa壓強下，生成的水也是以氣體的狀態(tài)存在的，
①如果氫氣和氧氣恰好完全根據化學方程式可以知道，氧氣占總體積的三分之一，即原混合氣體中氧氣的體積為：$\frac{1}{3}$aL；
②如果氧氣過量，則設反應的氧氣的體積為x，則：
2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2H₂O，
2    1       2
2x   x       2x
根據反應前后剩余的氧氣的質量相等得：
aL-（2x+x）=bL-2x
解得：x=（a-b）L；
所以原混合氣體中氧氣的體積為：aL-2x=aL-2（a-b）L=（2b-a）L；
③若氫氣過量，則設氧氣的體積為y，則：
2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2H₂O，
2    1        2
2y   y        2y
根據反應前后剩余的氫氣的質量相等得：
aL-（2y+y）=bL-2y
解得：y=（a-b）L
即原混合氣體中氧氣的體積為（a-b）L；
根據上述計算可以知道原混合氣體中氧氣的體積可能為：$\frac{1}{3}$aL、（a-b）L或（2b-a）L，分析所給的選項可以知道選項D是正確的，故選D．

點評 本題有一定難度，考查同學們的新信息的獲取能力、處理能力及靈活運用進行解題的能力．