Question

24mLH₂S在30mLO₂中燃燒，在同溫同壓下，得到SO₂的體積為（   ）

A．24mL

B．30mL

C．20mL

D．18mL

Answer 1

   D

   H₂S燃燒的化學方程式：
2H₂S+O₂（不足） 2S↓+2H₂O         ①
當O₂過量時，繼續發生化學反應
S+O₂  SO₂                                                 ②
合并得
2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O③
則當V（H₂S）∶V（O₂）≥2∶1時，只按①式進行。
當V（H₂S）∶V（O₂）≤2∶3時，只按③式進行。
當2∶3<V（H₂S）∶V（O₂）<2∶1時，可按①式和②式進行（如按①式和③式進行）。
解法一：2H₂S+O₂  2S↓+2H₂O①
2H₂S+3O₂  2SO₂+2H₂O②
從①式考慮：2H₂S ～  O₂ ～  2S
24mL            30mL
可知余O₂為：30mL-12mL=18mL
余O₂會繼續與S反應生成SO₂，由此可確定生成SO₂的體積：
O₂ ～  SO₂
18mL  18mL
答案為D。
從②式考慮：2H₂S ～  3O₂ ～  2SO₂
20mL    30mL    20mL
余H₂S的體積：24mL-20mL=4mL
因2H₂S+SO₂ 2H₂O+3S↓
4mLH₂S將消耗2mLSO₂，剩余SO₂為20mL-2mL=18mL。
解法二：H₂S在O₂中燃燒，按H₂S與O₂的體積比（或物質的量之比）不同，可發生不同的反應。
當V（H₂S）∶V（O₂）≥2∶1時：只發生2H₂S+O₂ 2S↓+2H₂O
當V（H₂S）∶V（O₂）≤2∶3時：只發生2H₂S+3O₂ 2SO₂+2H₂O
現V（H₂S）∶V（O₂）=24∶30=4∶5,介于2∶1～2∶3之間，所以兩個反應均發生。
設不完全燃燒H₂S的體積為x，完全燃燒H₂S的體積為y，則
    解得   
由化學方程式知：生成SO₂的體積等于完全燃燒的H₂S的體積，即為18mL。
解法三：本題H₂S與O₂的體積之比為2∶1>V（H₂S）∶V（O₂）>2∶3,說明兩種燃燒方式均存在，可根據題給H₂S與O₂的體積（或物質的量）之比寫出總的反應方程式：
xH₂S+yO₂  xH₂O+SO₂+S
將x=24mL、y=30mL代入,=18mL。