Question

有一只容積為25mL的試管內(nèi)充滿NO₂ 和O₂ 的混合氣體，將試管倒置于水中，充分反應后：
（1）若無氣體剩余，原混合氣體中NO₂ 和O₂的體積各為多多少？
（2）若氣體剩余5mL，原混合氣體中NO₂ 和O₂的體積各為多多少？

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：

分析：（1）若沒有氣體剩余，說明恰好發(fā)生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)反應方程式進行計算；
（2）先判斷過量的氣體的成分，若為氧氣，然后根據(jù) 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃計算，求出參加此反應的NO₂和O₂，最后相加得到原來的氧氣，若為NO，先根據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃+2NO求出過量的NO₂，然后根據(jù)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃求出參加此反應的NO₂和O₂，最后相加得到原來的NO₂．

解答： 解：（1）若無氣體剩余，則二氧化氮和氧氣恰好反應，根據(jù)反應方程式 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知，二氧化氮與氧氣的體積之比恰好為：4：1，則原混合氣體中含有二氧化氮的體積為：25mL×

4

5

=20mL，含有氧氣的體積為：25mL-20mL=5mL，
答：原混合氣體中NO₂ 和O₂的體積分別為20mL、5mL；
（2）NO₂和O₂混合氣體的試管倒立于水中，發(fā)生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃最后剩余氣體可能為氧氣，也可能是NO氣體，
若剩余氣體為O₂，設參加4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃反應消耗的氧氣為x，則有消耗的NO₂為4x，即：5x=25mL-5mL=20mL，x=4mL．即氧氣為4mL+5mL=9mL，V（NO₂）=4x=16mL；
若剩余氣體為NO氣體，則有3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，說明過量的NO₂為5mL×3=15mL，反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的氣體總體積為25mL-15mL=10mL；設反應消耗的氧氣為y，則有消耗的NO₂為4y，則有：5y=10mL，y=2mL，即此時氧氣為2mL，V（NO₂）=23mL；
答：原混合氣體中NO₂和O₂的體積可能為V（NO₂）=16mL、V（O₂）=9mL或V（NO₂）=23mL、V（O₂）=2mL．

點評：本題主要考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應原理為解答關鍵，需要注意的是對于該反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃過量的氣體為NO₂，但最后的剩余氣體不是NO₂，而是NO，為易錯點．