将a mol H2S和1 mol O2置于一个容积可变的容器内进行反应.维持容器内气体的压强不变．在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d1和d2．若a的取值不同.则H2S的氧化产物可能有如下三种情况: (1)全部是SO2时.此时a的取值范围是． (2)全部为S.此时a的取值范围是 .并且d1 d2 (3)部分是SO2.部分是S.此� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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将a mol H₂S和1 mol O₂置于一个容积可变的容器内进行反应，维持容器内气体的压强不变(101kPa)．在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为d₁和d₂．若a的取值不同，则H₂S的氧化产物可能有如下三种情况：

(1)全部是SO₂时，此时a的取值范围是________．

(2)全部为S，此时a的取值范围是________，并且d₁________d₂(填“＞”，“＝”或“＜”)

(3)部分是SO₂，部分是S，此时a的取值范围是________，反应所生成SO₂的物质的量为________mol，容器内气体的物质的量之和为________mol(以含a的代数式表示)．

答案：
解析：

　　【解答】(1)a≤ mol;(2)a≥2,＞

　　【解答】(1)a≤mol;(2)a≥2,＞

　　(3)＜a＜2,1－,1＋

　　【巧解导析】H₂S被O₂氧化，按反应物相对量的不同有两种反应：

　　2H₂S＋3O₂2H₂O＋2SO₂　　①

　　2H₂S＋O₂2H₂O＋S　　②

　　观察反应物的计量系数比及对应的产物，我们可借助数轴作出以下分析：

　　即a≤时，产物全为SO₂；a≥2时，产物全为S；＜a＜2时，产物为SO₂和S．当产物全为S时，由2H₂S＋O₂2H₂O＋S可知，因2mol H₂S与1mol O₂的平均式量一定大于H₂O，故不管H₂S是否过量，_前＞_后，而在温度和压强相同时，＝，故d₁＞d₂．

　　当产物为S和SO₂时，可以用写总反应方程式的方法求算SO₂的物质的量和反应后混合气体的总物质的量，因为H₂S和O₂均反应完，可写出如下反应式：

　　aH₂S＋O₂→H₂S＋SO₂＋S，根据元素原子个数守恒配平方程式：aH₂S＋O₂＝aH₂O＋(1－)SO₂＋(－1)S．故反应生成(1－)mol SO₂，反应后混合气体总物质的量为a＋(1－)＝(1＋)mol．

提示：

　　【巧解点悟】关于因反应物剂量不同而导致产物不同的反应绝大多数都可以借助数轴来分析，如P与Cl2反应，CO2与NaOH反应，H3PO4与NaOH反应等

　　【巧解点悟】关于因反应物剂量不同而导致产物不同的反应绝大多数都可以借助数轴来分析，如P与Cl₂反应，CO₂与NaOH反应，H₃PO₄与NaOH反应等．本题涉及的反应为氧化还原反应，也可从得失电子的角度分析求解：

　　a mol H₂S→a mol SO₂→失6a mol e^－

　　a mol H₂S→a mol S→失2a mol e^－

　　1mol O₂完全反应得4mol e^－

　　(1)产物为SO₂时，O₂足量，故6a≤4，a≤．

　　(2)产物全为S时，H₂S足量，故2a≥4，a≥2．

　　(3)产物为S和SO₂时，H₂S和O₂全反应完，H₂S部分转化为S和SO₂，故O₂获得电子数应介于上述两情况之间，有2a＜4＜6a，＜a＜2．此时设a mol H₂S有x mol转化为SO₂，则有(a－x)mol H₂S被氧化为S，由电子转移守恒，6x＋2(a－x)＝1×4得x＝(1－)mol，由H守恒知H₂O为a mol，故容器内气体的总物质的量为a＋(1－)＝(1＋)mol．第(3)小题中SO₂的求算，除这里介绍的写总反应方程式法、电子转移守恒法之外，还有常见的分步反应考虑法，只要原理通，解法自然有．

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