第3章 微专题3 氮氧化物与O2溶于水的计算-2021-2022学年新教材高中化学必修第一册【导与练】高中同步全程学习word（鲁科版）山东专用

微专题3　氮氧化物与O2溶于水的计算 一、有关NO2和O2的混合气体通入水中的计算 1.从化学方程式得出反应关系 —4NO2+O2+2H2O 4HNO3 2.从电子守恒角度得出反应关系 3.NO2和O2混合气体溶于水的三种情况 V(NO2)∶V(O2) [典型例题1]将盛有12 mL NO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体,则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体可能分别是(　A　) A.1.2 mL,NO B.2.4 mL,O2 C.3.5 mL,O2 D.4 mL,NO 解析:NO2和O2的混合气体溶于水发生的反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3。若剩余2 mL气体为O2,则发生该反应的气体体积为10 mL,其中8 mL NO2和2 mL O2,因此原混合气体中NO2的体积为8 mL,O2的体积为2 mL+2 mL=4 mL;若剩余气体为NO,根据3NO2+H2O2HNO3+NO,可知过量的NO2的体积为3×2 mL=6 mL,则发生反应4NO2+O2+2H2O4HNO3,消耗的气体总体积为12 mL-6 mL=6 mL,其中反应消耗的O2的体积为6 mL×=1.2 mL,NO2的总体积为12 mL-1.2 mL=10.8 mL,故选A项。 [跟踪训练1]Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,将所得气体充满一干燥烧瓶(标准状况),再将烧瓶倒置于水中,过较长时间后,烧瓶中溶液的物质的量浓度可能为(假设烧瓶中的溶质不扩散到外面)(　A　) A. mol·L-1 B. mol·L-1 C.0 D. mol·L-1 解析:因Cu(NO3)2受热分解产生的NO2和O2的体积比为4∶1,恰好完全反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3,反应完后烧瓶内没有气体,烧瓶中完全充满溶液,溶质为HNO3,设烧瓶的容积为V L,则HNO3溶液的体积也是V L,n(HNO3)=n(NO2)= mol= mol,c(HNO3)=== mol·L-1,故A正确。 二、有关NO和O2的混合气体通入水中的计算 1.从化学方程式得出反应关系 —4NO+3O2+2H2O4HNO3 2.从电子守恒角度得出反应关系 3.N2和O2的混合气体溶于水的三种情况 V(NO)∶V(O2) [典型例题2]如图所示,当向试管内通入21 mL O2时,最后试管中的液面仍在原来的位置,则原试管中NO的体积为(　B　) A.6 mL B.12 mL C.16 mL D.18 mL 解析:向试管内通入21 mL O2时,最后试管中的液面仍停在原来的位置,说明剩余的氧气体积等于原NO的体积,根据4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,反应的氧气的体积=V(NO),则V(NO)+V(NO)=21 mL,解得V(NO)=12 mL。 [跟踪训练2]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 O2(气体体积均在相同条件下测定)。下列有关实验最终状态的描述正确的是(　D　) A.试管内气体呈红棕色 B.试管内气体呈无色,是1 mL NO C.试管内气体呈无色,是2 mL O2 D.试管内液面上升 解析:根据4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,V(NO)∶V(O2)>4∶3时,NO有剩余。由题意,V(NO)∶V(O2)=5∶3可知,NO剩余2 mL,试管内氧气完全被吸收,试管内气体呈无色,故A错误;根据分析可知,试管内气体呈无色,是2 mL NO,故B错误;根据分析可知,试管内气体呈无色,是2 mL NO,O2被完全吸收,故C错误;根据分析可知,8 mL NO和6 mL O2完全和水反应生成硝酸,试管内剩余2 mL NO,试管内液面上升,故D正确。 三、有关NO、NO2和O2的混合气体通入水中的计算 1.其实质是NO2和H2O反应,的NO2转化为NO,然后按4NO+3O2+2H2O4HNO3进行分析计算。 2.也可先把NO2与O2依据4NO2+O2+2H2O4HNO3进行计算。 (1)若NO2过量,则过量NO2的转变为NO。 (2)若O2过量,则剩余O2按4NO+3O2+2H2O4HNO3进行计算。 3.也可以根据得失电子守恒分析,如果恰好溶于水则有:3n(NO)+n(NO2)=4n(O2)。 4.NO、NO2、O2的混合气体与H2O反应后,剩余的气体只可能为NO或O2。 [典型例题3]将NO、NO2、O2按照一定比例通入水中,能被完全吸收,无剩余气体,若NO、NO2、O2的气体体积分别为x、y、z,则x∶y∶z不可能为(　D　) A.2∶6∶3 B.1∶1∶1 C.6∶2∶5 D.3∶6∶4 解析:将混合气体通入水中被完全吸收后得到硝酸,按得失电子守恒计算,3n(