Question

常温下，在一刚性容器内部有一个不漏气且可以滑动的活塞，将容器分割成左右两室。左室充入N₂，右室充入H₂和O₂，活塞正好使N₂占容器体积的（如图）。

然后点燃H₂和O₂的混合气体，反应完毕后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间。经检验，此时右室中气体可使带火星的木条复燃。则反应前H₂和O₂的物质的量之比为___。（请简要写出计算过程）

Answer

4：5

【解析】

中间活塞可动，说明左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，反应后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间，说明反应后左右气体的物质的量相等，右室中气体可使带火星的木条复燃，说明氧气过量，利用方程式计算。

设氮气的物质的量为1mol，左室充入N2，右室充入H2和O2，活塞正好使N2占容器体积的1/4，左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，H2和O2的物质的量为3mol，点燃H2和O2的混合气体，反应方程式为2H2+O22H2O，反应后活塞正好停留在容器的中间，反应后左右气体的物质的量相等，右室中气体可使带火星的木条复燃则剩余氧气为1mol，参加反应的H2和O2共2mol，其中n（H2）=4/3mol，n（O2）=2/3mol，原气体中n（H2）=mol，n（O2）=mol+1mol=mol，反应前H2和O2的物质的量之比为：=4：5，故答案为：4:5。