2020年氮氧化物溶于水的计算

作者：非成败

作品编号：92032155GZ5702241547853215475102

时间：2020.12.13

氮氧化物溶于水的计算

氮氧化物溶于水的计算常涉及到以下几个方面：

(1)混合气体的组成，

(2)反应后剩余气体的种类和量，

(3)反应后溶液的浓度。

计算的依据是化学反应方程式，根据化学方程式分析各反应物的量、判断剩余气体的种类。应用守恒法进行计算。

1．有关的化学方程式

(1)单一气体：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①

(2)混合气体：

①NO2与O2混合：

4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②

②NO与O2混合：

4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③

(3)2NO＋O2===2NO2④

2．不同情况的反应及剩余气体的体积

[特别提醒] 因NO 2与水发生反应，因此无论是NO 2、NO 2和O 2的混合气体还是NO 和O 2的混合气体通入水中，最终剩余气体都不能是NO 2。

[例] 用排水法收集12 mL NO 于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入O 2共12 mL ，下面的说法中，正确的是( )

A ．剩余NO

B ．剩余NO 2

C ．试管中气体为红棕色

D ．试管内气体先变为红棕色，后红棕色消失，反复几次，最后剩余无色气体 [解析] 向NO 中间歇通入O 2发生的反应为 2NO ＋O 2===2NO 2 ①

3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ②

由①×3＋②×2得：4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3 等体积的NO 和O 2反应最终剩余O 2。 [答案] D

NO ――→O 2 NO 2――→H 2O

NO (无色)(红棕色)(无色)

1．在NO 2被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为( )

A ．3∶1

B ．1∶3

C ．1∶2

D ．2∶3

解析：3N ＋4

O 2＋H 2O===2H N ＋5O 3＋N ＋2

O,3 mol NO 2中，有2 mol 氮的价态升高，1 mol 氮的价态降低，所以发生还原反应的NO 2与发生氧化反应的NO 2的质量比为1∶2。

答案：C

2．标准状况下，将NO 2和O 2按体积比4∶3混合后充入干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立

于水中使其充分反应，则烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为( )

A.122.4 mol·L －

1 B.

139.2

mol·L －

1 C.128

mol·L －1 D.45

mol·L －

1

解析：此类题目可用赋值法来解。设烧瓶体积为1 L ，因V (NO 2)∶V (O 2)＝4∶3，故在1 L 混合气体中V (NO 2)＝47 L ，V (O 2)＝3

7 L 。设生成HNO 3的物质的量为x ，根据反应4NO 2

＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，则有(4×22.4 L)∶47 L ＝4 mol ∶x ，解得x ＝1

39.2 mol 。烧瓶中残留

O 2的体积：37 L －17 L ＝27 L ，故溶液充满烧瓶体积的57。所以c (HNO 3)＝(47×122.4) mol÷5

7 L

＝1

28

mol·L －1。 答案：C

3．[双选题]在一大试管中装入10 mL NO 倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入6 mL O 2(气体体积均在相同条件下测定)，下面有关实验最终状态的描述，正确的是( )

A ．试管内气体呈红棕色

B ．试管内气体呈无色，是2 mL NO

C ．试管内气体呈无色，是2 mL O 2

D ．试管内液面上升

作者：非成败

作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13

解析：根据4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3可知，V (NO)∶V (O 2)＞4∶3时，NO 有剩余。由题意，V (NO)∶V (O 2)＝5∶3可知，NO 剩余2 mL ，则试管内液面上升。

答案：BD

4．盛有NO 和NO 2混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中NO 和NO 2的体积比是( )

A ．3∶1

B ．1∶3

C ．2∶1

D ．1∶2

解析：设V NO ===x L V NO 2===y L

3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ΔV 3 L 1 L 2 L y L y 3L 2

3

y L

则：由反应后气体体积减小为原来的一半可得： 23y ＝12(x ＋y )，解得x y ＝1

3。 答案：B

5．用大试管收集一试管NO 2气体，倒扣在盛水的水槽里，试管内产生的现象为____________________；再往试管里通入适量氧气，试管内又产生的现象为________________________。产生上述现象的原因是______________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：NO 2与水发生反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，所以水会上升到试管容积的23处；

反应生成的NO 又与O 2反应生成红棕色的NO 2气体，而NO 2又与水反应，水面又上升。

答案：试管内红棕色气体逐渐消失，水面上升至试管容积的2

3处 试管内又出现红棕色，

接着红棕色消失，液面又上升 由于NO 2易溶于水，发生反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，故颜色消失，液面上升至容积的2

3处。当再充入O 2时，发生反应2NO ＋O 2===2NO 2，故又出

现了红棕色，NO 2继续溶于水并与水反应，气体颜色又消失，液面又上升

(1)空气中主要含有N 2和O 2，其体积比大约是4∶1。

(2)可通过自然固氮和人工固氮将自然界游离态氮转化为化合态。

(3)氮元素有多种氧化物，并且都有毒。其中NO 和NO 2是两种重要的氧化物。NO 易与O 2反应，化学方程式为2NO ＋O 2＝2NO 2，NO 2与H 2O 反应，化学方程式为3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

(4)“雷雨发庄稼”原理：

N 2――→O 2

闪电NO ――→O 2

NO 2――→H 2O

HNO 3――→土壤

硝酸盐 一、选择题(本题包括5小题，每题4分，共20分) 1．下列关于氮气的说法中，错误的是( ) A ．通常情况下，氮气性质比较稳定