Question

氢气和氧气的混合气体在120℃和1.01×10⁵帕时的体积为aL，点燃后恢复到原条件，气体体积为bL，求原混合气体中氢气和氧气的体积．（同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数．）

Answer 1

分析：根据题意可以知道，同温、同压下，相同体积的不同气体分子中含有相同数目分子，所以结合氢气和氧气反应的化学方程式可以知道反应中氢气和氧气反应的体积之比为2：1，由于没有指明各物质的体积关系，所以在反应时有三种情况：①恰好完全反应，②氧气剩余，③氢气剩余，所以可以据此结合化学方程式来完成解答．

解答：解：氢气和氧气反应的化学方程式为：2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O，在120℃和1.01×10⁵Pa压强下，生成的水也是以气体的状态存在的，
①如果氢气和氧气恰好完全根据化学方程式可以知道，氧气占总体积的三分之一，即原混合气体中氧气的体积为：

1

3

aL；
②如果氧气过量，则设反应的氧气的体积为x，则：
2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O
2   1        2
2x  x        2x
根据反应前没有参与反应的氧气的体积和反应后氧气的体积可得等式：
aL-（2x+x）=bL-2x
解得：x=（a-b）L；
所以原混合气体中氧气的体积为：aL-2x=aL-2（a-b）L=（2b-a）L；
③若氢气过量，则设氧气的体积为y，则：
2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O
2   1        2
2y  y        2y
根据反应前后剩余的氢气的质量相等得：
aL-（2y+y）=bL-2y
解得：y=（a-b）L
即原混合气体中氧气的体积为（a-b）L；
根据上述计算可以知道原混合气体中氧气的体积可能为：

1

3

aL、（a-b）L或（2b-a）L，则氢气可能为：

2

3

aL、2（a-b）L、bL．则氢气和氧气的体积比会为2：1或2（a-b）L：（2b-a）L 或bL：（a-b）L
答：原混合气体中氢气和氧气的体积比为2：1或2（a-b）L：（2b-a）L 或bL：（a-b）L；

点评：本题有一定难度，考查同学们的新信息的获取能力、处理能力及灵活运用进行解题的能力．