高中化學 第四章 非金屬及其化合物 重難點7 氮的氧化物溶于水的計算（含解析）新人教版必修11

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重難點7 氮的氧化物溶于水的計算 1．反應(yīng)原理 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO ① 2NO+O2=2NO2 ② 反應(yīng)①2＋②?4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3 ③ 反應(yīng)①2＋②3?4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3 ④ 2．計算類型 （1）NO2(或NO2與N2的混合氣體)溶于水(反應(yīng)①)： 利用氣體體積差法進行計算。 （2）NO2與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)③)： 設(shè)V(NO2)∶V(O2)＝x x<4∶1. x＝4∶1 x>4∶1 反應(yīng)情況 O2過量并剩余 恰好完全反應(yīng) NO2過量，剩余NO （3）NO與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)④)： 設(shè)V(NO)∶V(O2)＝y(tǒng) y<4∶3 y＝4∶3 y>4∶3 反應(yīng)情況 O2過量并剩余 恰好完全反應(yīng) NO過量并剩余 ★★★ 【重難點考向一】二氧化氮與水反應(yīng)的實驗探究 【例1】如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的不可能是(　　) A．N2與NO2的混和氣體 B．O2與NO2的混和氣體 C．NO與NO2的混和氣體 D．NO2一種氣體 【答案】A 【重難點考向二】二氧化氮與水反應(yīng)的有關(guān)計算 【例2】將10 mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管，倒置在水槽中，反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2 mL的無色氣體，求原混合氣體中NO2和O2各多少毫升？ 【答案】若剩余的氣體是NO，則NO2和O2的體積分別為9.2 mL和0.8 mL；若剩余的氣體是O2，則NO2和O2的體積分別為6.4 mL和3.6 mL。 【解析】剩余2 mL氣體可能是NO或O2，分兩種情況討論： （1）剩余的是NO，可以看成先發(fā)生了反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，剩余的NO2又與水作用，最終有2 mL NO產(chǎn)生。由反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO得，剩余的NO2體積為2 mL3＝6 mL。則原有O2體積為(10 mL－6 mL)1/5＝0.8 mL，NO2體積為10 mL－0.8 mL＝9.2 mL。 （2）剩余的是O2，則有10 mL－2 mL＝8 mL NO2和O2的混合氣體按反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3進行。所以NO2的體積為8 mL4/5＝6.4 mL，O2體積為10 mL－6.4 mL＝3.6 mL。 【名師點睛】 （1）NOx和O2的混合氣體溶于水，剩余氣體可能為O2，也可能為NO。 （2）可以利用電子守恒法解答NOx和O2混合氣體溶于水的有關(guān)問題 1．如圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某氣體，置于明亮處，將滴管內(nèi)的水擠入集氣瓶后，燒杯中的水會進入集氣瓶，則集氣瓶內(nèi)的氣體可能是(　　) ①NH3 ②N2、H2 ③NO2、O2 ④SO2 ⑤CH4、Cl2． A．①②③④⑤ B．①②④ C．①③④⑤ D．②③④ 【答案】C 2．同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和H2．現(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 【答案】B 【解析】設(shè)每種氣體各占1/2L，①組合發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余氣體的體積為：1/2+1/6＝4/6＝2/3L；②組合發(fā)生反應(yīng)：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，剩余氣體的體積為1/2?1/8＝3/8L；③組合NH3全部溶于水，剩余H2為1/2L，故答案：V1＞V3＞V2,故選B。 3．將24ml的NO2、NO混合氣體和12ml的O2通入倒立在水槽中盛有水的量筒內(nèi)，充分反應(yīng)后，量筒里液面上升，最終剩余3ml氣體，則原混合氣體中NO的體積為(　　) ①16ml ②16.5ml ③7.5ml ④6ml ⑤18ml ⑥12ml A．①② B．⑤⑥ C．③④ D．②④ 【答案】D 【解析】3NO2+H2O═2HNO3+NO①，2NO+O2=2NO2②，兩種反應(yīng)不斷交替進行，所以綜合為①2+②得：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，①2+②3得： 4NO+3O2+2H2O=4HNO3，將24ml的NO2、NO混合氣體和12ml的O2通入倒立在水槽中盛有水的量筒內(nèi)，充分反應(yīng)后，量筒里液面上升，最終剩余3ml氣體，設(shè)24ml的NO2、NO混合氣體中兩種氣體的體積分別為X、Y； 當剩余3ml氣體為氧氣時：依據(jù)4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，分別需要氧氣為： X/4、3Y/4，則:X+Y=24 X/4+3Y/4=12-3 解得：X=18 Y=6 當剩余3ml氣體為一氧化氮時：依據(jù)4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，分別需要氧氣為：X/4、3(Y-3)/4，則：X+Y=24 X/4+3(Y-3)/4=12 解得：X=7.5 Y=16.5，則原混合氣體中NO的體積為6ml或16.5ml，故選D。. 4．有一充有20mLNO和NO2混合氣體的試管，倒置于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后，仍有12mL無色氣體，則原混合氣體中NO和NO2體積比為______________。 【答案】2:3