Question

10．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，分別向A、B兩室充入H₂、O₂的混合氣體和1mol空氣，此時活塞的位置如圖所示．
（1）A室混合氣體的物質(zhì)的量為2mol，所含分子總數(shù)為1.204×10²⁴；
（2）實驗測得A室混合氣體的質(zhì)量為34g，則該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氦氣密度的4.25倍；
（3）若將A室H₂、O₂的混合氣體點燃引爆，恢復(fù)原溫度后，最終活塞停留的位置在2刻度，容器內(nèi)氣體壓強與反應(yīng)前氣體壓強之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）同溫同壓下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其氣體之比；根據(jù)N=nN_A計算分子數(shù)目；
（2）計算A室中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，同溫同壓下氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比；
（3）根據(jù)總質(zhì)量、總物質(zhì)的量列方程計算氫氣與氧氣物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算反應(yīng)后剩余氣體物質(zhì)的量，恢復(fù)原溫度后最終兩室中壓強相等，體積之比等于其物質(zhì)的量之比，可以確定活塞停留的位置；
B室中空氣物質(zhì)的量不變、溫度不變，反應(yīng)前后壓強之比與反應(yīng)前后體積成反比．

解答 解：（1）A、B兩室壓強與溫度相同，氣體的物質(zhì)的量之比等于其氣體之比，則A室中氣體物質(zhì)的量為1mol×$\frac{4}{2}$=2mol，含有分子數(shù)目為2mol×6.02×10²³mol^-1=1.204×10²⁴，
故答案為：2mol；1.204×10²⁴；
（2）A室中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為$\frac{34g}{2mol}$=17g/mol，同溫同壓下氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比，故該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氦氣密度的$\frac{17}{4}$=4.25倍，
故答案為：4.25；
（3）設(shè)氫氣物質(zhì)的量為xmol、氧氣物質(zhì)的量為ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=2}\\{2x+32y=34}\end{array}\right.$
解得x=1、y=1，
由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，可知氧氣有誰剩余，剩余氧氣為1mol-1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，恢復(fù)原溫度后最終兩室中壓強相等，體積之比等于其物質(zhì)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(zhì)的量不變、溫度不變，反應(yīng)前后壓強之比與反應(yīng)前后體積成反比，則容器內(nèi)氣體壓強與反應(yīng)前氣體壓強之比為2：4=1：2，
故答案為：2；1：2．

點評 本題考查阿伏伽德羅定律及其推論，側(cè)重考查學(xué)生計算能力，注意根據(jù)PV=nRT理解阿伏伽德羅定律及其推論．