氮氧化物溶于水的计算

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

V NO2

＝4∶1

V O2

V NO2

<4∶1

V O2

V NO2

>4∶1

V O2

V NO

＝4∶3

V O2

V NO

>4∶3

V O2

V NO

<4∶3

V O2

[特别提醒] 因NO2与水发生反应，因此无论是NO2、NO2和O2的混合气体还是NO和O2的混合气体通入水中，最终剩余气体都不能是NO2。

[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O2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 ＋5

O 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 ＝139.2 mol 。烧瓶中残留O 2的体积：37 L －17 L ＝2

7 L ，

故溶液充满烧瓶体积的57。所以c (HNO 3)＝(47×122.4) mol÷57 L ＝128

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

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 3

L 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 ＝13。 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2

3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。