Question

【題目】如圖所示，一密閉容器被無摩擦、可滑動的兩隔板A、B分成甲、乙兩室。標準狀況下，在乙室充入8.4g N2，甲室充入8.8g H2和O2的混合氣體。

（1）甲室中的原子個數約為 ______________個，H2與O2的質量比為_____________。

（2）維持溫度不變，將隔板A固定在“3”處，將隔板B固定在“5”處，此時甲、乙兩室中氣體的壓強比P（甲）：P（乙）=______________。

（3）用電火花處理甲室中的氣體使其充分反應，反應后恢復至標準狀況。甲室與乙室此時的體積比為__________。

Answer 1

【答案】4.816×1023或0.8×6.02×1023（答0.8NA不得分）1:328:92:3

【解析】

（1）8.4g氮氣的物質的量是8.4g÷28g/mol＝0.3mol，甲、乙兩室壓強與溫度相同，氣體的物質的量之比等于其氣體體積之比，則甲室中氣體物質的量為0.3mol×4/3＝0.4mol，由于氫氣與氧氣均是2個原子組成的單質，則甲室中的原子的物質的量是0.8mol，所以原子個數約為0.8×6.02×1023。設氫氣與氧氣的物質的量分別是xmol、ymol，則x+y＝0.4、2x+32y＝8.8，解得x＝2/15、y＝4/15，所以H2與O2的質量比為。

（2）維持溫度不變，將隔板A固定在“3”處，則根據壓強之比是物質的量之比可知此時甲中壓強是原來的4/3。將隔板B固定在“5”處，此時乙中壓強是原來的3/2，又因為原來甲乙中的壓強相等，則此時甲、乙兩室中氣體的壓強比P（甲）：P（乙）=4/3:3/2=8:9。

（3）由2H2+O22H2O以及以上分析可知反應后氧氣有剩余，剩余氧氣為4/15mol-1/15mol=0.2mol，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，則甲、乙兩室的體積之比為0.2mol：0.3mol=2:3。