氮氧化物與水反應(yīng)的計(jì)算

1、第八講 氮氧化物與水反應(yīng)的計(jì)算（難點(diǎn)）一氮氧化物與水反應(yīng)的四種基本形式1NO2 或NO2 與N2 （非O2 ）的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算2NO2 與O2 的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算3NO與O2 的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算4NO2 、NO、O2 三種混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算 二兩個(gè)基本反應(yīng)式與三個(gè)基本關(guān)系式1兩個(gè)基本反應(yīng)式3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO2 NO + O2 = 2 NO2 2三個(gè)基本關(guān)系式 ×2+ ，意在消去中間產(chǎn)物NO得出NO2 、O2 全部轉(zhuǎn)化為 HNO3的關(guān)系式1：4 NO2 + O2 + 2 H2O = 4 HNO3 ×2+ ×3，

2、意在消去NO2得出NO 、O2 全部轉(zhuǎn)化為 HNO3的關(guān)系式2：4 NO +3 O2 + 2 H2O = 4 HNO3 、 兩關(guān)系式相加得關(guān)系式3：NO2 + NO + H2O + O2 = 2HNO3 它揭示的是當(dāng)NO2 、NO、 O2 的物質(zhì)的量相等時(shí)將全部轉(zhuǎn)化為硝酸，誰(shuí)都沒(méi)有剩余。三兩個(gè)基本反應(yīng)式與三個(gè)基本關(guān)系式的應(yīng)用1NO2 或NO2 與N2 （非O2 ）的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算例1將盛有N2和NO2混合氣體的試管倒立與水中，經(jīng)足夠時(shí)間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原體積的3/5，則原混合氣體中N2和NO2的體積比是： A 1：1 B 2：3 C 1：3 D 3：1解析：設(shè)試管的容積為1體

3、積，其中含N2的體積為X,含NO2的體積為Y。 由基本反應(yīng)式：3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO可知：Y體積NO2 溶于水生成Y/3體積不溶于水的NO，于是，得如下方程組： X+Y = 1 解得：X = 2/5 V（N2 ）：V（NO2 ）= 2：3 X+Y/3 = 3/5 Y = 3/5結(jié)論1：NO2 或NO2 與N2 （非O2 ）的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算，可依據(jù)3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO基本反應(yīng)式，根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積差值計(jì)算。2NO2 與O2 的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算例2將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO2 與O2 按體積比4：3混合后充入一干燥燒瓶中，然后將燒瓶

4、倒立于水中，充分作用后燒瓶?jī)?nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為： A 1/22.4 mol/L B 4/7×1/22.4 mol/L C 4/5×1/22.4 mol/L D 4/5 mol/L解析：設(shè)燒瓶容積為1升，則V（NO2 ）：V（O2 ）= 4：3 1升混合氣體中，V（NO2 ）= 4/7 L、V（O2 ）= 3/7 L，則有： 4 NO2 + O2 + 2 H2O = 4 HNO3 4×22.4 22.4 4 4/7 3/7 X (O2過(guò)量2/7 L) X = （4/7）/22.4 mol 燒瓶中殘留O2 2/7 L 燒瓶中溶液 5/7 LC(HNO3 ) = X/

5、 (5/7 L) = 4/5×1/22.4 mol/L結(jié)論2：NO2 與O2 的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算要應(yīng)用4 NO2 + O2 + 2 H2O = 4 HNO3 關(guān)系式，當(dāng)： V（NO2 ）：V（O2 ）= 4：1時(shí)，恰好完全反應(yīng)； V（NO2 ）：V（O2 ） 4：1時(shí)，NO2 過(guò)量，剩余氣體為NO V（NO2 ）：V（O2 ） 4：1時(shí)，O2 過(guò)量，剩余氣體為O2 3NO與O2 的混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算例3：將一充滿NO的試管倒扣于水槽中，然后向試管中通入一定量的O2，試管中恰好充滿水時(shí)，通入的O2與原NO的體積比為多少？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)

6、的量濃度為多少？解析：依據(jù)與反應(yīng)的關(guān)系式4 NO +3 O2 + 2 H2O = 4 HNO3 ，試管中恰好充滿水時(shí)，也就是O2與NO完全反應(yīng)時(shí)，V（O2 ）：V（NO ）= 3：4 C(HNO3 )=n(HNO3 ) / V( HNO3 ) =n(NO) / V(NO)= 1/22.4 mol/L (NO的體積就是HNO3溶液的體積，NO的物質(zhì)的量就是HNO3的物質(zhì)的量。)結(jié)論3：NO與O2 同時(shí)通入水中時(shí)，應(yīng)選用關(guān)系式4 NO +3 O2 + 2 H2O = 4 HNO3 ，當(dāng)：V（NO）：V（O2 ） 4：3時(shí)，剩余O2 ；V（NO）：V（O2 ） 4：3時(shí)，剩余NO ；V（NO）：V（

7、O2 ）= 4：3時(shí)，恰好完全反應(yīng)。4NO2 、NO、O2 三種混合氣體與水反應(yīng)的計(jì)算例4把40ml NO 和NO2 的混合氣體與20ml O2 同時(shí)通入倒立在水槽里盛滿水的量筒中，充分反應(yīng)后，量筒里還剩下5ml氣體。求原混合氣體中NO 、NO2 各是多少毫升？（氣體體積均在相同條件下測(cè)得）解析：剩余氣體只存在兩種可能性： 剩余5毫升氣體是O2 ,設(shè)原混合氣體中NO 、NO2 分別為x、y毫升 依據(jù)關(guān)系式 4 NO 3 O2 4NO2 O2 X 3/4 X y y/4 X+y=40 3x/4 + y/4 = 20 5 解得 x = 10(ml) y = 30(ml) 剩余5毫升氣體是NO 依據(jù)

8、關(guān)系式4 NO 3 O2 4NO2 O2 x-5 3/4(x-5) y y/4 x+y = 40 3/4(x-5) + y/4 = 20 解得 x = 27.5(ml) y = 12.5(ml)結(jié)論4：混合氣體中既有NO又有 NO2 ，必須用兩個(gè)關(guān)系式：4 NO2 + O2 + 2 H2O = 4 HNO3 ； 4 NO +3 O2 + 2 H2O = 4 HNO3 分別考慮各自的轉(zhuǎn)換加以計(jì)算。 關(guān)鍵是必須考慮剩余氣體的兩種可能性，提供兩組可能的解。四課后習(xí)題 1如右圖所示試管中充滿了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體，充分溶解和反應(yīng)之后，若溶液全部留在試管中，所得溶液的濃度不是1/22.4mol/L的是 AH

9、Cl BNH3CNO2、O2(體積比41) DNO22一定條件下，將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立在水里。充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積與原混合氣體的體積比是多少？3將Vml NO2 和NO的混合氣體通過(guò)水吸收后，得到aml無(wú)色氣體A，將此氣體與等體積的O2混合，再用水充分吸收，收集到5ml無(wú)色氣體B，試回答： A、B分別是什麼氣體？ A氣體的體積是多少？ 求出V的取值范圍 4室溫時(shí)，容積為18ml的試管里充滿NO2氣體，然后將它倒置在水中，直到管內(nèi)水面不再上升為止，再通入6mlO2，最后試管中還有：A 3ml O2 B 1.5ml O2 C 3mlNO D 1.5mlNO5

10、.已知 NO2和 NaOH溶液反應(yīng)：2NO2 + 2NaOH = NaNO2 +NaNO3 + H2O;NO 和NO2 與 NaOH溶液反應(yīng)：NO + NO2 + 2NaOH = 2 NaNO2+ H2O;在盛有amolNO、bmol NO2和cmol O2的密閉容器中壓強(qiáng)幾乎為零，設(shè)密閉容器的容積為VL,則NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？ 6相同狀況下，在體積相同的三個(gè)燒瓶中分別盛有NH3、HCI和 NO2 氣體，并分別倒立在水槽里。充分溶解后燒瓶?jī)?nèi)三種溶液物質(zhì)的量濃度為（設(shè)燒瓶?jī)?nèi)三種溶液未擴(kuò)散到水槽里）A 1:1:1 B 2:2:3 C 3:3:2 D 2:2:17.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由NO2

11、 、O2、 NH3 三種氣體組成的混合氣體11.2 L,讓其反復(fù)通過(guò)稀HNO3 溶液，質(zhì)量增加14.2g，最后氣體體積縮小到1.12 L，該剩余氣體遇空氣不變色，求原混合氣體的組成。8某硝酸鹽R（NO3）2受熱分解為RO、NO2和O2，將生成的氣體充滿一干燥燒瓶（標(biāo)況），再將燒瓶倒置在水中，當(dāng)液面不再上升時(shí)，燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度為（B）A0.8 mol·L-1 B mol·L-1 C mol·L-1 D mol·L-1 9將盛有a mL NO2和O2的試管倒扣在水里，最后試管中剩余氣體的體積是a/6 mL。則原試管中NO2和O2的體積比是A6：1 B

12、2：1 C1：2 D9：110在標(biāo)況下，20.8mLCO2和O2的混合氣體，通過(guò)足量Na2O2并充分反應(yīng)后，再緩緩?fù)ㄈ氲箍墼谒谐溆?2.4mLNO的試管中，當(dāng)反應(yīng)完畢時(shí)，試管里恰好充滿液體，求原混合氣體中CO2和O2各多少mL？五、參考答案1、C ；該類問(wèn)題的解題思路是:設(shè)進(jìn)入容器的液體體積為22.4升（標(biāo)況），也就是被吸收氣體的總體積為22.4升，若這些氣體轉(zhuǎn)化成的溶質(zhì)是1 mol，所得溶液的物質(zhì)的量濃度即為1/22.4mol/L，C中假定NO2為4體積，O2為1體積，被吸收氣體總體積為5，即溶液體積為5體積，而只有4/5(NO2)體積轉(zhuǎn)化為溶質(zhì)HNO3 ，故溶液體積小于1/22.4mol

13、2、1：8 ； （依據(jù)關(guān)系式4 NO +3 O2 + 2 H2O = 4 HNO3 ，試管中將剩余1/8 O2）3、A: NO(NO不溶于水，該氣體只能是NO) B: O2 （NO與O2完全反應(yīng)的比例為4：3，如今二者比例為4：4，剩余的只能是O2 ，且為O2總量的1/4，也是NO氣體體積的1/4） 20mol 20<V<60 （分別計(jì)算假如混合氣體全是NO或NO2時(shí)的V值） 4、B；(NO2被水吸收2/3，生成NO 1/3，所以NO為6ml，完全吸收6mlNO需O24.5ml) 5、(a+b)/V ；（壓強(qiáng)為零表明氣體被完全吸收，氣體的物質(zhì)的量等于NaOH物質(zhì)的量）6、A；（只要設(shè)進(jìn)入容器的溶液體積為22.4升(標(biāo)況)，再觀察1mol該氣體轉(zhuǎn)化為溶質(zhì)的物質(zhì)的量是否也是1mol，該類問(wèn)題都可明明白白作答。） 7、NO2 0.2mol; O2 0.1mol; NH3 0.2mol 解析：剩余氣體遇空氣不變色，只能是O2 ,為0.05 mol，NH3被全吸收。 設(shè)混合其中NH3的物質(zhì)的量為x、被吸收的O2 物質(zhì)的量為y、則NO2物質(zhì)的量為4y X 17x+32y+46×4y=14.2 解以上方程組即可。8、B；（詳見(jiàn)第1題解析）9、BD；（該題有兩種可能情況：剩余氣體為O2，即反應(yīng)的5a/6 mL中，V(NO2) ：V(O2 )=4：1,選B；O2