Question

11．（1）把盛滿NO₂和O₂的混合氣體的試管倒立于水中．
①若一段時(shí)間內(nèi)水上升且充滿試管，則原混合氣體中NO₂和O₂的體積比是4：1，若假設(shè)生成的溶質(zhì)不向外擴(kuò)散，且為標(biāo)準(zhǔn)狀況．則所得溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為0.036mo/L．（保留二位有效數(shù)字）
②若一段時(shí)間后上升的水只升到試管容積的一半，則剩余的氣體為O₂（用化學(xué)式表示）．原混合氣體中，NO₂和O₂的體積比是2：3．
（2）二氧化氮和氨氣在一定條件下，充分反應(yīng)，得到非常穩(wěn)定的產(chǎn)物，其化學(xué)方程式為：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O，若20mlNO₂和NH₃的混合氣體在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，已知實(shí)際參加反應(yīng)的NO₂比NH₃少2mL，則原混合氣體中NO₂和NH₃的物質(zhì)的量之比可能為BD
A．3：4        B．3：2         C．1：2       D．3：7．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃分析原混合氣體中NO₂和O₂的體積比；根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$、c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
②根據(jù)反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知剩余的氣體不可能為NO，利用差量法計(jì)算出反應(yīng)消耗的二氧化氮、氧氣體積，然后得出氧氣總體積，再計(jì)算出原混合氣體中NO₂和O₂的體積比；
（2）實(shí)際參加反應(yīng)的NO₂比NH₃少2mL，由6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O可知，參加反應(yīng)的NO₂、NH₃的體積分別為6mL、8mL，故剩余氣體為20mL-6mL-8mL=6mL，剩余氣體可能為NO₂，可能為NH₃，據(jù)此討論計(jì)算．

解答 解：（1）①若一段時(shí)間內(nèi)水上升且充滿試管，說(shuō)明二氧化氮和氧氣恰好反應(yīng)，根據(jù)方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知原混合氣體中NO₂和O₂的體積比為4：1；
設(shè)試管容積為VL，則試管中氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，根據(jù)反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知生成硝酸的物質(zhì)的量為：$\frac{V}{22.4}$mol×$\frac{4}{5}$=$\frac{V}{28}$mol，則所得溶液中硝酸的濃度為：$\frac{\frac{V}{28}mol}{VL}$≈0.036mo/L，
故答案為：4：1；0.036mo/L；
②若一段時(shí)間后上升的水只升到試管容積的一半，根據(jù)反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，若剩余的NO，則原混合物中含有的二氧化氮體積為原先總體積的$\frac{1}{2}$×3=$\frac{3}{2}$＞1，剩余剩余的氣體為O₂；設(shè)試管容積為VL，則反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃中消耗的二氧化氮的體積為：$\frac{1}{2}$VL×$\frac{4}{5}$=$\frac{2}{5}$VL，原混合氣體中含有氧氣的體積為$\frac{3}{5}$L，原混合氣體中，NO₂和O₂的體積比是：$\frac{2}{5}$VL：$\frac{3}{5}$L=2：3，
故答案為：O₂；2：3；
（2）實(shí)際參加反應(yīng)的NO₂比NH₃少2mL，由6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O可知，參加反應(yīng)的NO₂、NH₃的體積分別為6mL、8mL，故剩余氣體為20mL-6mL-8mL=6mL，
若剩余氣體為NO₂，則V（NO₂）=6mL+6mL=12mL，物質(zhì)的量之比等于體積之比，故n（NO₂）：n（NH₃）=V（NO₂）：v（NH₃）=12mL：8mL=3：2，
若剩余氣體為NH₃，則v（NH₃）=8mL+6mL=14mL，物質(zhì)的量之比等于體積之比，故n（NO₂）：n（NH₃）=V（NO₂）：v（NH₃）=6mL：14mL=3：7，
故答案為：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)討論的計(jì)算、混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．