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1、 应用应用“守恒法守恒法”解解 H2S 燃烧题燃烧题根据硫化氢燃烧时，硫化氢与氧气的量的比例关系的不同，H2S 燃烧反 应方程式如下： 2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O （1）当2 时，产物为：S、H2O)2()2( OnSHn（2）当时，产物为：SO2、H2O)2()2( OnSHn 32（3）当时，产物为：S、SO2、H2O32p)2()2( OnSHn2p因此，有不少资料、学生在解有关硫化氢燃烧题时，采用讨论法进行解 题。本文根据原子守恒思想进行解题，有独到的一面。解题的依据： （1）原子守恒：原子是化学变化的最小微粒，参加反应的原子在化学反应前 后数
2、目保持不变。 （2）阿伏加德罗定律的推论：相同条件下，气体的体积比等于气体的物质的 量之比。由于有关硫化氢燃烧的试题通常给出的是气体的体积，如果以体积进行 运算的话，不是很好处理。如果能根据阿伏加德罗定律的推论，将其直接看 作物质的量来计算的话，计算过程非常方便并且不会影响计算结果。现以例 题分析不同题型及解题过程如下： 一、一、H2S 和和 O2全部反应，根据燃烧情况求全部反应，根据燃烧情况求 H2S 和和 O2体积比体积比 例 1：将 H2S 和 O2的混合气体，在 1200C 装入密闭容器中，高温下使之燃 烧。已知全部 H2S 和 O2都参加了反应。反应容器内温度恢复到反应前的温 度，测
3、得其压强为反应前的 3/4。则原混合气体中 H2S 和 O2的体积之比为 A、1：1 B、1：2 C、2：1 D、3：2解析 ：题目要求体积比，根据阿伏加德罗定律的推论，可以将其转换 求气体的物质的量。任何比例关系都可以表示成 1：x 的形式，而且这也是有 利于解题的需要。假设 H2S 的物质的量为 1mol、O2的物质的量为 ymol、反 应产物为 amol 的 S、bmol 的 SO2和 cmol H2O。为了使反应前后各物质及其 量的关系明确，将题意用框图表示如下：根据守恒有如下关系：2=2c （氢原子守恒）H2S O2 1mol ymolS SO2 H2O amol bmol cmol
4、a+b=1 （硫原子守恒）2y=2b+c （氧原子守恒） 再根据反应容器内温度为 1200C，水为气态；以及反应在密闭容器中进行、 反应前后温度不变，可得：压强比等于物质的量之比。根据题意有： = ycb 143由可得：c=1（mol）；联解、可得 y=1（mol）。所以原混合气体中 H2S 和 O2的物质的量之比为 1：1，即：体积比为 1：1。答案为 A 二、已知二、已知 H2S、O2的体积，求燃烧后的体积，求燃烧后 SO2的体积的体积 1、24mLH2S 在 30mLO2中燃烧，同温同压下得 SO2的体积为 A、20mL B、18mL C、24mL D、30mL 解析：同温同压下，体积比
5、等于物质的量之比，所以以下用物质的量来替 换体积进行计算，这样处理并不影响结果，而且方便计算。由题意：根据原子守恒可得： 24=x+y （硫原子守恒）48=2z （氢原子守恒）60=2y+z （氧原子守恒） 由题意，联解、可得：y=18（mol），即：体积为 18mL 答案为 B 三、已知三、已知 H2S 和和 O2的的总体积，根据燃烧情况求的的总体积，根据燃烧情况求 H2S、O2的体积的体积 3、在常温常压下 100mL H2S 和 O2的混合气体，在一定条件下充分燃烧，恢 复到原来状态时，剩余 35 mL 气体，问原混合气体中 H2S 和 O2各多少毫升？解析：本题要明确如下三个问题：1、
6、为了便于计算，必须根据阿伏加德罗定律的推论：相同条件下，体积 比等于物质的量之比。将体积看作物质的量来进行 计算。2、根据守恒原理：参加反应的某种原子与生成物中同种原子，其数目保 持不变。用守恒法解答本题，首先要明确何种气体过量，参加反应的气体的 量是多少。3、必须清楚常温常压下，H2O 为液态，剩余 35 mL 气体是何种气体，。 根据题意可知有如下三种情况，分述如下： （1）如果 H2S 气体过量，那么剩余的 35 mol 气体是 H2S，产物中没有 SO2。 设混合气体中 H2S 为 x mol，则参加反应的 H2S 为（x35）mol 、O2为（100x）mol，反应生成 amolS、
7、bmolH2O。现把参加反应与反应生成的各物质的量 的关系表示如下：反应物物质的量 生成物物质的量H2S O2 （x35）mol （100x）molS H2O amol bmolH2S O2 24mol 30molS SO2 H2O xmol ymol zmol根据守恒有：x35=a （硫原子守恒）2（x35）=2b （氢原子守恒） 2（100x）=b （氧原子守恒） 根据题意只需把 x 求出，故联解、可得：x=78.3mol，即硫化氢气体的体 积为 78.3mL，则氧气体积为 21.7mL （2） 如果是氧气过量，那么产物中没有 s，剩余的 35 mol 气体是 SO2和过 量的 O2，设
8、SO2为 amol，则氧气过量（35a）mol。现把参加反应与反应生 成的各物质的量的关系表示如下： 反应物物质的量 生成物物质的量根据守恒有：x=a （硫原子守恒）2x=2b （氢原子守恒） 2100x（35a）=2a+b （氧原子守恒） 根据题意只需把 x 求出，故联解、可得：x=a=b=43.3mol，即 SO2的 体积为 43.3mL，但是由题意：SO2和 O2的体积才 35mL 所以不合题意。 （3）H2S 和 O2全部参加反应。那么 SO2的体积为 35 mol。参加反应与反应 生成的各物质的量的假设关系表示如下： 反应物物质的量 生成物物质的量根据守恒有：x=a+35 （硫原子守
9、恒）2x=2c （氢原子守恒） 2（100x）=2 35+c （氧原子守恒）根据题意只需把 x 求出，故联解、可得：x=43.3mol，即 H2S 的体 积为：43.3mL ；O2的体积为 56.7m。由以上分析可知：在解题过程中有三点值得注意： 1、运用守恒法解有关硫化氢燃烧题时，可以不管硫化氢、氧气的量的 比例关系如何、也不用写出其燃烧的化学反应方程式，而且可以直接设其产 物有三种：S、SO2 、H2O，然后根据题意作出适当假设，根据各原子守恒列 出相关代数式求解。如果不存在某一产物，则解得对应值为零。 2、在上述解题过程中，有的代数式用不到，如例 1的式，例 2的 式，例 3（1）中的式
10、、（3）中的式,因此在解题时一定要注意题目 要求什么？然后选择有关代数式求解。实际上，即使这些式中的有关量要求 的话，也是非常快的。 3、在解题过程中运用了“替换”思想，即根据“相同条件下，气体的H2S O2 xmol 100x（35a）molSO2 H2Oamol bmol S SO2 H2O amol 35mol cmolH2S O2 xmol （100x）mol体积比等于气体的物质的量之比”，将气体体积看作物质的量来直接进行计 算。这一做法大大简化了解题过程。 4、在分析题目时，将反应前后有关物质及其量用框图表示出来，则相 互间有关关系一目了然，有利于迅速列出代数式、求解。 总的说来，本人认为：应用“守恒法”解 H2S 燃烧题，比较其它方法来 说：思路简单、运算过程大大简化、快捷而准确，在实践中学生比较容易掌 握。 本文发表于广西教育学院主办的中学理科杂志 2001 年第四期
