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氮氧化物溶于水的计算
氮氧化物溶于水的计算常涉及到以下几个方面:
(1)混合气体的组成,
(2)反应后剩余气体的种类和量,
(3)反应后溶液的浓度。
计算的依据是化学反应方程式,根据化学方程式分析各反应物的量、判断剩余气体的种类。应用守恒法进行计算。
1.有关的化学方程式
(1)单一气体:3NO2+H2O===2HNO3+NO①
(2)混合气体:
①NO2与O2混合:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3②
②NO与O2混合:
4NO+3O2+2H2O===4HNO3③
(3)2NO+O2===2NO2④
2.不同情况的反应及剩余气体的体积
序号气体反应剩余气体剩余气体的体积ⅠNO2①NOeq\f(1,3)V(NO2)ⅡNO2+NO①NOV(NO)原+eq\f(1,3)V(NO2)ⅢNO2+O2eq\f(VNO2,VO2)=4∶1②无0eq\f(VNO2,VO2)<4∶1②O2V(O2)原-eq\f(1,4)V(NO2)eq\f(VNO2,VO2)>4∶1①②NOeq\f(1,3)[V(NO2)-4V(O2)]ⅣNO+O2eq\f(VNO,VO2)=4∶3③无0eq\f(VNO,VO2)>4∶3③NOV(NO)-eq\f(4,3)V(O2)eq\f(VNO,VO2)<4∶3③O2V(O2)-eq\f(3,4)V(NO)
[特别提醒]因NO2与水发生反应,因此无论是NO2、NO2和O2的混合气体还是NO和O2的混合气体通入水中,最终剩余气体都不能是NO2。
[例]用排水法收集12mLNO于试管中,然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入O2共12mL,下面的说法中,正确的是()
A.剩余NO
B.剩余NO2
C.试管中气体为红棕色
D.试管内气体先变为红棕色,后红棕色消失,反复几次,最后剩余无色气体
[解析]向NO中间歇通入O2发生的反应为
2NO+O2===2NO2①
3NO2+H2O===2HNO3+NO②
由①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3
等体积的NO和O2反应最终剩余O2。
[答案]D
NOeq\o(――→,\s\up7(O2),\s\do5())NO2eq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5())NO
(无色)(红棕色)(无色)
1.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为()
A.3∶1	B.1∶3
C.1∶2		D.2∶3
解析:3eq\o(N,\s\up6(+4))O2+H2O===2Heq\o(N,\s\up6(+5))O3+eq\o(N,\s\up6(+2))O,3molNO2中,有2mol氮的价态升高,1mol氮的价态降低,所以发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的质量比为1∶2。
答案:C
2.标准状况下,将NO2和O2按体积比4∶3混合后充入干燥烧瓶中,然后将烧瓶倒立于水中使其充分反应,则烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为()
A.eq\f(1,22.4)mol·L-1	B.eq\f(1,39.2)mol·L-1
C.eq\f(1,28)mol·L-1	D.eq\f(4,5)mol·L-1
解析:此类题目可用赋值法来解。设烧瓶体积为1L,因V(NO2)∶V(O2)=4∶3,故在1L混合气体中V(NO2)=eq\f(4,7)L,V(O2)=eq\f(3,7)L。设生成HNO3的物质的量为x,根据反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则有(4×22.4L)∶eq\f(4,7)L=4mol∶x,解得x=eq\f(1,39.2)mol。烧瓶中残留O2的体积:eq\f(3,7)L-eq\f(1,7)L=eq\f(2,7)L,故溶液充满烧瓶体积的eq\f(5,7)。所以c(HNO3)=(eq\f(4,7)×eq\f(1,22.4))mol÷eq\f(5,7)L=eq\f(1,28)mol·L-1。
答案:C
3.[双选题]在一大试管中装入10mLNO倒立于水槽中,然后向其中缓慢通入6mLO2(气体体积均在相同条件下测定),下面有关实验最终状态的描述,正确的是()
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体呈无色,是2mLNO
C.试管内气体呈无色,是2mLO2
D.试管内液面上升
解析:根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知,V(NO)∶V(O2)>4∶3时,NO有剩余。由题意,V(NO)∶V(O2)=5∶3可知,NO剩余2mL,则试管内液面上升。
答案:BD
4.盛
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