Question

高一化学暑假作业

、将amol H2S和1mol 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(101Pa)，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，此时a的取值范围是__________；
(2)全部是S，此时a的取值范围是_______；并且d1___d2（填“”大于、“小于”、“等于”）。
(3)部分是SO2，部分是S，此时a取值范围是___________，反应所生成的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)。

Answer 1

（1）当n(H2S)/n(O2)大于等于2:1时， H2S过量时发生的反应①为：2H2S+ O2 = 2S+ 2H2O。答案：大于等于2:1
（2）当n(H2S)/n(O2)小于等于2:3时，O2过量时发生的反应②为：2H2S+ 3O2 = 2SO2+ 2H2O。关于密度问题我们可以利用极值法考虑：反应前气体为H2S和O2 ，气体相对分子质量分别是34和32，混合气体的分子量介于二者之间，反应后气体为H2O，分子量为18，根据阿伏伽德罗定律的推论，在相同的温度、压强下，气体的密度比等于相对分子质量比，故d1大于d2。
答案：小于等于2:3； 大于。
（3）当n(H2S)/n(O2)介于2:1和2:3之间时，反应①②都发生，生成物既有S也有SO2还有水，依次根据H、O、S守恒分别确定生成物中的H2O、SO2，可以写出总反应方程式为：
H2S+ O2 = SO2+ S + H2O。
n 1 1-n/2 3n/2-1 n
确定顺序为： ② ③ ①
容器中的气体的物质的量之和为1-n/2+ n = 1+n/2。
答案：介于2:1和2:3之间； 1-n/2 ，1+n/2。

Answer 2

硫化氢中的硫和氢，氢的还原性更强，氢优先与氧结合，所以氧气不足时，生成水和硫单质，氧气过量时生成水和二氧化硫。
恰好生成水和二氧化硫 2H2S+ 3O2 = 2SO2+ 2H2O
H2S :O2 = 2:3 =2/3 : 1

恰好生成水和硫单质2H2S+ O2 = 2S+ 2H2O
H2S :O2 = 2:1

所以当H2S:O2 > 2 :1 时 H2S过量，生成水和硫单质；
当H2S:O2 = 2 :1 时 恰好反应，生成水和硫单质；
当H2S:O2介于2/3 2之间时，生成水和硫单质、二氧化硫；
当H2S:O2 =2/3 时 恰好反应，生成水和；
当H2S:O2 < 2/3 时 O2过量，生成水和二氧化硫.

密度与气体相当分子量有关，（2）问中反应前是氧气（32）和硫化氢（34）混合物，反应后为水蒸汽（18），所以d1_大于__d2

所以本题答案：
(1)全部是SO2，此时a的取值范围是a<2/3 或a=2/3；
(2)全部是S，此时a的取值范围是a>2或a=2；并且d1_大于__d2（填“”大于、“小于”、“等于”）。
(3)部分是SO2，部分是S，此时a取值范围是_2/3 < a < 2，反应所生成的SO2的物质的量为_1-a/2__mol，容器内气体的物质的量之和为___1+a/2__mol(以含a的代数式表示)。