(完整word)关于氮的氧化物溶于水的计算小节

关于氮的氧化物相关计算总结
摘要：NO 2、NO 、O 2混合气体，通入水中充分反应后求剩余气体的体积，或根据反应前后气体的体积变化求原混合气体的组成，是高考中气体的计算的重点、难点、热点。

计算时应抓住反应规律，依据具体反应,利用关系式法、差量法、电子守恒法等方法进行求解。

关键词：氮的氧化物 NO 2 NO 关系式法 差量法 电子守恒法
NO 2、NO 、O 2混合气体，通入水中充分反应后求剩余气体的体积,或根据反应前后气体的体积变化求原混合气体的组成，是高考中气体的计算的重点、难点、热点。

计算时应抓住反应规律,依据具体反应，利用关系式法、差量法、电子守恒法等方法进行求解。

１。

关系式法
计算时经常用到的四个重要化学方程式:
3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO ① 2NO+O 2==2NO 2 ②
将化学方程式①、②叠加得：
4NO 2+O 2+2H 2O==4HNO 3 ③ 4NO+3O 2+2H 2O==4HNO 3 ④
利用化学方程式③解答NO 2、O 2混合气体溶于水的计算有三种类型： （1)当V NO2∶V O2=4∶1，完全反应，无气体剩余；
（2)当V NO2∶V O2＜4∶1，O 2过量,剩余O 2； （3)当V NO2∶V O2＞4∶1，NO 2过量，剩余NO.
利用化学方程式④解答NO 、O 2混合气体溶于水的计算也有三种类型：
(1) 当V NO ∶V O2＜4∶3时，O 2过量，剩余O 2; (2) 当V NO ∶V O2=4∶3时，完全反应，无气体剩余； （3)当V NO ∶V O2＞4∶3时，NO 过量,剩余NO.
2。

差量法
NO 2溶于水转变成硝酸时体积会减小，利用期反应前后体积的变化量可进行计算。

例1 将盛有N 2和NO 2混合气体25mL 的量筒倒立于水槽里，过一段时间后，气体体积缩小到15mL ，后不再变化（同温同压下),原混合气体中N 2和NO 2的体积比是 ［ ］ A ．4∶1 B ．2∶3 C ．1∶4 D ．2∶1
解析 ：混合气体中的N 2既不溶于水，也不与水反应，只有NO 2溶于水 3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO △V 3 1 3—1=2 x 25—15=10
答案为B 。

３。

电子守恒法
当NO 2或NO 转化为HNO 3时要失去电子,若上述两种气体与O 2混合,得电子的是O 2，且得失电子数必然相等,这是电子守恒法解答此类题目的依据。

例2 在一定条件下,将充满NO 2和O 2的试管倒立于水槽中，充
和O 2体积比是 ［ ］
A ．8∶1
B ．7∶3
C ．7∶1
D ．4∶1
解析 因题目未指明剩余的气体是什么,故可能是NO ，也可能是O 2,设原混合气体中NO 2
体积为x,O 2体积为y ，则剩余气体体积为
整理得：x ∶y=7∶1.
答案为B 、C 。

以上是在此类计算中常用的三种计算方法,从类型上来讲又可大致分为以下几种情况：
1。

NO 和NO 2（或还有其他不溶于水、也不与NO 、NO 2反应的气体(混合溶于水中，剩余气体只能是NO （或其他不发生反应的成分),可由反应NO HNO O H NO +=+32223进行计算.
3/)()(2NO V NO V NO V +（原）＝剩余。

如例1.
2。

NO 与O 2混合溶于水。

发生的发应有：
2NO+O 2==2NO 2
3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO
实际上上述发应的总效果为：
4NO+3O 2+2H 2O==4HNO 3
当V （NO):V （O 2)>4:3时，NO 过量,剩余NO 剩余NO 体积为:V(NO)－4
3V(O 2）；
当V （NO ）：V （O2）=4:3时，恰好完全反应，无剩余气体； 当V （NO ）:V(O2)〈4:3时，O 2过量，剩余O 2. 剩余O 2体积为：V （O 2）－43
V （NO)。

例3 如图所示，当向试管内通入21mL O 2时，最后试管中的液面仍在原来的位置，则原试管中
NO 为 ［ ]
A ．6mL
B ．12mL
C ．16mL
D ．18mL
解析 此类题可导出NO 和O 2混合气体溶于水的关系式:
4NO+3O 2+2H 2O==4HNO 3
从上式可知:当V NO ∶V O2=4∶3时，混合气体完全与水反应，无气体剩余，当V NO ∶V O2≠4∶3时，可能O 2剩余或NO 剩余。

据本题意，可推知O 2剩余,且剩余量与原NO 体积相同。

设原试管中NO 为x mL ，则有4∶3=x ∶(21-x)，解得x=12，故应选B 。

3. NO 2与O 2混合溶于水，发生的发应有:
3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO
2NO+O 2==2NO 2
上述反应的总效果为：
4NO 2+O 2+2H 2O==4HNO 3
当V （NO 2）：V （NO 2）〉4:1时，NO 2过量，剩余气体为NO 。

剩余NO 体积为:
3
1
［V(NO 2）－4V （O 2)］； 当V （NO 2)：V （NO 2）＝4时，恰好完全发应,无气体剩余； 当V （NO 2）：V （NO 2)〈4：1时, O 2 过量，剩余O 2，
剩余O 2体积为：V(O 2）－V(NO 2）/4 。

例4 在一支10 mL 试管中充满NO 2和O 2，将其倒立在盛有足量水的水槽中，若以y （mL)表示完全反应后试管内剩余气体的体积；x （mL ）表示原混合气体中NO 2的体积。

试建立y=f(x ）的关系式.
解析 (1）若0＜x ≤8，剩余O 2， 4 NO 2+O 2+2H 2O==4HNO 3 体积减少 4 5 x 5x ／4
y=10—5x ／4
（2）若8＜x ＜10，剩余NO 4NO 2+ O 2+ 2H 2O == 4HNO 3 4 1 4(10-x) 10—x
余NO 2为：x —4（10-x)=5x-40
4. NO 、NO 2 、O 2三种气体混合溶于水。

当V （O 2)>［43V(NO ）＋4
1(NO 2）]时,O 2过量，剩余O 2；
当V(O 2）＝［4
3V （NO ）＋4
1(NO 2)]时,O 2过量，恰好反应,无气体剩余； 当V(O 2）〈[4
3
V （NO)＋4
1(NO 2）］时,NO 剩余.
例5 常温下将盛有10 mL NO 2和10 mL NO 的混合气体的试管倒立于水槽中，并向其中通入O 2一段时间后，试管内还剩余2 mL 气体,则通入O 2的体积为 ［ ］ A ．8mL B ．8.5mL C ．10mL D ．12mL
解析 若假设有NO 2a mL 、NO b mL 、O 2c mL ，则满足 a+3b=4c 时，不会剩余任何气体。

今余下2 mL 气体，可能是NO ，也可能是O 2。

假设通入O 2的体积为x ，当剩余气体为NO 时，由电子守恒10×1+（10-2)×3=4x ，解得x=8.5mL;当剩余气体为O 2时,由电子守恒10×1+10×3=4（x —2)，解得x=12 mL ，因此该题的正确选项为B 、D 。

5. NO 与CO 2混合通过过量的Na 2O 2,发生的发应有：
2CO 2+2Na 2O 2=2Na2CO 3+O 2 2NO+O 2＝2NO 2
上述反应的总效果为：
NO + CO 2 + Na 2O 2 == Na 2CO 3 + NO 2
反应后气体的情况，可根据V(CO 2)：V （NO)讨论： 若V （CO 2）：V （NO ）＝1：1时,最后气体为NO 2， V （NO 2）=V(NO)=［V(CO 2)+V(NO)]/2
若V （CO 2）：V （NO)〉1：1，最后气体为NO 2和 O 2的混合物。

V(NO 2）=V(NO ）
V(O 2）=2
1
V(CO 2)—2
1V （NO ）
V （总)＝V(NO 2)＋V （O 2)＝[V （CO 2)+ V(NO)］/2
若V(CO 2)：V(NO ）〈1：1，最后气体为NO 和NO 2的混合物 V(NO 2）=V （CO 2)
V(余NO ）＝V(原NO)=V （CO 2)
关于氮的氧化物相关计算总结
襄樊市第八中学刘杰强。