資源簡介 微專題七 氮氧化物與氧氣和水反應(yīng)的計(jì)算一、體積差量法NO2、NO(或N2)的混合氣體通入水中,一般考慮3NO2+H2O===2HNO3+NO,可利用氣體體積變化差值進(jìn)行計(jì)算,V剩=V原(NO或N2)+V(NO2)。例1 將裝有40 mL NO2、H2混合氣體的量筒倒立在水槽中,反應(yīng)后氣體體積縮小為20 mL,則原混合氣體中NO2和H2的體積比是( )A.5∶3 B.3∶5 C.3∶1 D.1∶3二、循環(huán)反應(yīng)疊加法1.NO2、O2的混合氣體通入水中,由3NO2+H2O===2HNO3+NO和2NO+O2===2NO2可得總反應(yīng)4NO2+O2+2H2O===4HNO3,由此可知:V(NO2)∶V(O2)2.NO、O2的混合氣體通入水中,根據(jù)總反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO3可得出:V(NO)∶V(O2)3.一定比例的NO、NO2、O2通入水中(1)可先求出NO2和H2O反應(yīng)生成的NO的體積,然后按2進(jìn)行分析計(jì)算。(2)也可認(rèn)為NO與O2先反應(yīng)生成NO2,NO2再與水反應(yīng)。若O2過量,則按1計(jì)算;若轉(zhuǎn)化后無O2,則按體積差量法計(jì)算。例2 在一定條件下,將12 mL NO2和O2的混合氣體通入足量水中,充分反應(yīng)后剩余氣體2 mL(同溫同壓下),則原混合氣體中O2的體積可能為( )①1.2 mL ② 2.4 mL ③ 3 mL ④ 4 mLA.① ② B.② ③ C.③ ④ D.① ④例3 一定條件下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為原總體積的( )A. B. C. D.三、電子守恒法當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時(shí)要失去電子,若NO2或NO與O2混合,O得到電子,N失去電子,且得失電子數(shù)相等,這是利用得失電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。例4 NO、NO2、O2按照一定比例通入水中,能被完全吸收,無剩余氣體。若NO、NO2、O2的氣體體積分別為x、y、z,則x∶y∶z可能為( )A.2∶6∶3 B.5∶1∶2C.1∶2∶5 D.3∶6∶21.將充有20 mL N2和NO2的混合氣體的試管倒立在水槽中,充分反應(yīng)后,試管殘留10 mL氣體,則原混合氣體中N2和NO2的體積之比是( )A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.2∶32.在容積為672 mL的燒瓶中充滿NO和NO2的混合氣體,將其倒立在水槽里,去塞后立即通入280 mL氧氣,恰好完全反應(yīng),且液體充滿燒瓶(設(shè)燒瓶內(nèi)液體未擴(kuò)散到水槽中,且氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),下列有關(guān)敘述正確的是( )A.總反應(yīng)為NO+NO2+O2+H2O===2HNO3B.總反應(yīng)為4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3C.生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.030 mol·L-1D.生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.060 mol·L-13.現(xiàn)有等體積混合而成的4組氣體:①NO、NO2 ②HCl、N2 ③NO2、O2 ④Cl2、SO2,將其分別通入容積相同的試管中并立即倒立在足量水中,試管內(nèi)水面上升的高度由高到低的順序?yàn)? )A.④②③① B.④③②①C.②③①④ D.③②①④4.有一倒置于水槽且裝滿水的容器,向其中依次通入一定體積的NO2、NO和O2,充分反應(yīng)后,若容器中仍充滿溶液,則通入的NO2、NO和O2的體積比可能是( )A.1∶1∶2 B.4∶3∶2C.4∶16∶13 D.4∶3∶45.將一支充有12 mL NO2氣體的試管倒置于水槽中,充分反應(yīng)。回答下列問題:(1)下列圖示正確的是 (填字母)。 (2)若水不能充滿試管,需再向試管中緩緩充入O2,現(xiàn)象為_______________________,最終充入 mL氧氣,才能使水全部充滿。 6.如圖所示,在水槽B中裝有500 mL水,容積為a mL的試管A中充滿了NO2和NO的混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),將試管A倒插入水槽B中。充分反應(yīng)后,試管A中剩余0.5a mL氣體。(1)將試管A倒插入B槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為 ,原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為 。 (2)通過導(dǎo)氣管C向余下0.5a mL氣體的試管A中持續(xù)通入氧氣,A中可能觀察到的現(xiàn)象是________________________________。 (3)當(dāng)試管A中充滿氣體時(shí)停止通入氧氣,然后將試管取出,水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1(設(shè)溶液的體積仍為500 mL)。 答案精析例1 C [設(shè)混合氣體中NO2的體積為x。3NO2+H2O===2HNO3+NO ΔV3 mL 1 mL 2 mLx 20 mL由化學(xué)方程式可得=,解得x=30 mL,則原混合氣體中H2體積為40 mL-30 mL=10 mL,所以V(NO2)∶V(H2)=30 mL∶10 mL=3∶1。]例2 D [由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知,若剩余的氣體是O2,則V(NO2)=×(12 mL-2 mL)=8 mL,V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。若剩余的氣體是NO(2 mL),根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO求出生成2 mL NO消耗NO2的體積為6 mL,則反應(yīng)4NO2+O2+2H2O===4HNO3消耗NO2和O2的總體積為6 mL,所以V(O2)=×(12 mL-6 mL)=1.2 mL。]例3 C [設(shè)NO和O2的體積分別為V,根據(jù)化學(xué)方程式4NO+3O2+2H2O===4HNO3,等體積混合,剩余O2的體積為,原混合氣體體積為2V,剩余氣體體積為原氣體體積的。]例4 A [同溫同壓下,NO、NO2、O2的氣體體積比等于其物質(zhì)的量之比,NO、NO2與O2通入水中被完全吸收后生成HNO3,由得失電子守恒規(guī)律可知,NO、NO2失去的電子總數(shù)等于O2得到的電子數(shù)。A項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為2∶6∶3,則物質(zhì)的量之比為2∶6∶3,由得失電子守恒可知2×3+6×1=3×4,正確;B項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為5∶1∶2,物質(zhì)的量之比為5∶1∶2,此時(shí)5×3+1×1≠2×4,錯(cuò)誤;C項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為1∶2∶5,物質(zhì)的量之比為1∶2∶5,此時(shí)1×3+2×1≠5×4,錯(cuò)誤;D項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為3∶6∶2,物質(zhì)的量之比為3∶6∶2,此時(shí)3×3+6×1≠2×4,錯(cuò)誤。]跟蹤訓(xùn)練1.C [據(jù)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,V(剩)=V(N2)+V(NO2),設(shè)N2有x mL,則NO2為(20-x) mL,則V(剩)=10 mL=x mL+(20-x) mL解得x=5,即V(N2)=5 mL。V(NO2)=15 mL,所以V(N2)∶V(NO2)=1∶3。]2.B [設(shè)反應(yīng)前NO2的體積為x,NO的體積為y,則4NO2+O2+2H2O===4HNO3x 4NO+3O2+2H2O===4HNO3y y,解得。故參加反應(yīng)的NO2與NO的物質(zhì)的量之比為2∶1,則總反應(yīng)為4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3。根據(jù)氮元素守恒可得生成的HNO3的物質(zhì)的量為0.03 mol,燒瓶內(nèi)充滿液體,則硝酸的體積為0.672 L,故c(HNO3)=≈0.045 mol·L-1。]3.B [①二氧化氮和水能反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮:3NO2+H2O===2HNO3+NO,一氧化氮和水不反應(yīng),根據(jù)化學(xué)方程式知,氣體減少的體積是二氧化氮體積的,二氧化氮體積占混合氣體體積的,所以試管內(nèi)氣體減少的體積為試管容積的,故水面上升的高度為試管高度的;②氯化氫極易溶于水,氮?dú)獠蝗苡谒?且和水不反應(yīng),所以混合氣體減少的體積為試管容積的,故水面上升的高度為試管高度的;③二氧化氮和氧氣、水能反應(yīng)生成硝酸:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,根據(jù)化學(xué)方程式知,氧氣剩余,參加反應(yīng)的氧氣的體積為氧氣總體積的,二氧化氮全部參加反應(yīng),所以混合氣體減少的體積為試管容積的,故水面上升的高度為試管高度的;④氯氣、二氧化硫和水能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化氫和硫酸:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,且這兩種物質(zhì)極易溶于水,根據(jù)化學(xué)方程式知,Cl2、SO2完全反應(yīng),沒有氣體剩余,所以水充滿整支試管,因此試管內(nèi)水面上升的高度關(guān)系為④>③>②>①。]4.C [設(shè)NO2的物質(zhì)的量為x mol、NO的物質(zhì)的量為y mol、O2的物質(zhì)的量為z mol。氧化過程:x mol NO2在反應(yīng)中失去x mol電子;y mol NO在反應(yīng)中失去3y mol電子;還原過程:z mol O2在反應(yīng)中得到4z mol電子。根據(jù)得失電子守恒得x+3y=4z,然后把各選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)代入上述等式,若等式成立,則該項(xiàng)的比值是可能的。]5.(1)C (2)無色氣體變?yōu)榧t棕色,液面逐漸上升 3解析 (1)NO2溶于水發(fā)生反應(yīng):3NO2+H2O===2HNO3+NO,12 mL NO2參與反應(yīng),生成的NO為4 mL,生成NO的體積占試管的。(2)向試管中緩緩充入O2,發(fā)生反應(yīng)①:2NO+O2===2NO2,故氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色,然后發(fā)生反應(yīng)②:3NO2+H2O===2HNO3+NO,故液面逐漸上升,將①和②兩式相組合得4NO+3O2+2H2O===4HNO3,要使水全部充滿試管,需再充入3 mL氧氣。6.(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO 1∶2 3∶1(2)無色氣體變?yōu)榧t棕色,試管中液面不斷上升至全充滿,再繼續(xù)通入氧氣,試管中液面下降,最后充滿無色氣體(3)解析 (1)試管A倒插入水槽B中后,發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO,氧化劑與還原劑均為NO2,質(zhì)量之比為1∶2。根據(jù)題意有n(NO2)+n(NO)=[n(NO2)+n(NO)],n(NO2)∶n(NO)=3∶1。(2)試管A中剩余的0.5a mL氣體為NO,通入氧氣后,發(fā)生反應(yīng):2NO+O2===2NO2、4NO2+O2+2H2O===4HNO3,總反應(yīng)為4NO+3O2+2H2O===4HNO3。(3)試管中充滿氣體時(shí),根據(jù)氮原子守恒,n(HNO3)=n(氣體)=×10-3 mol,c(HNO3)== mol·L-1。(共34張PPT)氮氧化物與氧氣和水反應(yīng)的計(jì)算微專題七第3章<<<一、體積差量法NO2、NO(或N2)的混合氣體通入水中,一般考慮3NO2+H2O===2HNO3+NO,可利用氣體體積變化差值進(jìn)行計(jì)算,V剩=V原(NO或N2)+V(NO2)。例1 將裝有40 mL NO2、H2混合氣體的量筒倒立在水槽中,反應(yīng)后氣體體積縮小為20 mL,則原混合氣體中NO2和H2的體積比是A.5∶3 B.3∶5C.3∶1 D.1∶3√設(shè)混合氣體中NO2的體積為x。3NO2+H2O===2HNO3+NO ΔV3 mL 1 mL 2 mLx 20 mL由化學(xué)方程式可得=,解得x=30 mL,則原混合氣體中H2體積為40 mL-30 mL=10 mL,所以V(NO2)∶V(H2)=30 mL∶10 mL=3∶1。二、循環(huán)反應(yīng)疊加法1.NO2、O2的混合氣體通入水中,由3NO2+H2O===2HNO3+NO和2NO+O2===2NO2可得總反應(yīng)4NO2+O2+2H2O===4HNO3,由此可知:V(NO2)∶V(O2)V(NO)∶V(O2)2.NO、O2的混合氣體通入水中,根據(jù)總反應(yīng)4NO+3O2+2H2O === 4HNO3可得出:3.一定比例的NO、NO2、O2通入水中(1)可先求出NO2和H2O反應(yīng)生成的NO的體積,然后按2進(jìn)行分析計(jì)算。(2)也可認(rèn)為NO與O2先反應(yīng)生成NO2,NO2再與水反應(yīng)。若O2過量,則按1計(jì)算;若轉(zhuǎn)化后無O2,則按體積差量法計(jì)算。例2 在一定條件下,將12 mL NO2和O2的混合氣體通入足量水中,充分反應(yīng)后剩余氣體2 mL(同溫同壓下),則原混合氣體中O2的體積可能為①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mLA.①② B.②③C.③④ D.①④√由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知,若剩余的氣體是O2,則V(NO2)=×(12 mL-2 mL)=8 mL,V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。若剩余的氣體是NO(2 mL),根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO求出生成2 mL NO消耗NO2的體積為6 mL,則反應(yīng)4NO2+O2+2H2O===4HNO3消耗NO2和O2的總體積為6 mL,所以V(O2)=×(12 mL-6 mL)=1.2 mL。例3 一定條件下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為原總體積的A. B.C. D.√設(shè)NO和O2的體積分別為V,根據(jù)化學(xué)方程式4NO+3O2+2H2O===4HNO3,等體積混合,剩余O2的體積為,原混合氣體體積為2V,剩余氣體體積為原氣體體積的。三、電子守恒法當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時(shí)要失去電子,若NO2或NO與O2混合,O得到電子,N失去電子,且得失電子數(shù)相等,這是利用得失電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。例4 NO、NO2、O2按照一定比例通入水中,能被完全吸收,無剩余氣體。若NO、NO2、O2的氣體體積分別為x、y、z,則x∶y∶z可能為A.2∶6∶3 B.5∶1∶2C.1∶2∶5 D.3∶6∶2√同溫同壓下,NO、NO2、O2的氣體體積比等于其物質(zhì)的量之比,NO、NO2與O2通入水中被完全吸收后生成HNO3,由得失電子守恒規(guī)律可知,NO、NO2失去的電子總數(shù)等于O2得到的電子數(shù)。A項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為2∶6∶3,則物質(zhì)的量之比為2∶6∶3,由得失電子守恒可知2×3+6×1=3×4,正確;B項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為5∶1∶2,物質(zhì)的量之比為5∶1∶2,此時(shí)5×3+1×1≠2×4,錯(cuò)誤;C項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為1∶2∶5,物質(zhì)的量之比為1∶2∶5,此時(shí)1×3+2×1≠5×4,錯(cuò)誤;D項(xiàng),NO、NO2、O2的體積比為3∶6∶2,物質(zhì)的量之比為3∶6∶2,此時(shí)3×3+6×1≠2×4,錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練1.將充有20 mL N2和NO2的混合氣體的試管倒立在水槽中,充分反應(yīng)后,試管殘留10 mL氣體,則原混合氣體中N2和NO2的體積之比是A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.2∶3√跟蹤訓(xùn)練據(jù)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,V(剩)=V(N2)+V(NO2),設(shè)N2有x mL,則NO2為(20-x) mL,則V(剩)=10 mL=x mL+(20-x) mL解得x=5,即V(N2)=5 mL。V(NO2)=15 mL,所以V(N2)∶V(NO2)=1∶3。跟蹤訓(xùn)練2.在容積為672 mL的燒瓶中充滿NO和NO2的混合氣體,將其倒立在水槽里,去塞后立即通入280 mL氧氣,恰好完全反應(yīng),且液體充滿燒瓶(設(shè)燒瓶內(nèi)液體未擴(kuò)散到水槽中,且氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),下列有關(guān)敘述正確的是A.總反應(yīng)為NO+NO2+O2+H2O===2HNO3B.總反應(yīng)為4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3C.生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.030 mol·L-1D.生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.060 mol·L-1√跟蹤訓(xùn)練設(shè)反應(yīng)前NO2的體積為x,NO的體積為y,則4NO2+O2+2H2O===4HNO3x 4NO+3O2+2H2O===4HNO3y y跟蹤訓(xùn)練。故參加反應(yīng)的NO2與NO的物質(zhì)的量之比為2∶1,則總反應(yīng)為4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3。根據(jù)氮元素守恒可得生成的HNO3的物質(zhì)的量為0.03 mol,燒瓶內(nèi)充滿液體,則硝酸的體積為0.672 L,故c(HNO3)=≈0.045 mol·L-1。跟蹤訓(xùn)練3.現(xiàn)有等體積混合而成的4組氣體:①NO、NO2 ②HCl、N2 ③NO2、O2 ④Cl2、SO2,將其分別通入容積相同的試管中并立即倒立在足量水中,試管內(nèi)水面上升的高度由高到低的順序?yàn)?br/>A.④②③① B.④③②①C.②③①④ D.③②①④√跟蹤訓(xùn)練①二氧化氮和水能反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮:3NO2+H2O===2HNO3+NO,一氧化氮和水不反應(yīng),根據(jù)化學(xué)方程式知,氣體減少的體積是二氧化氮體積的;跟蹤訓(xùn)練②氯化氫極易溶于水,氮?dú)獠蝗苡谒液退环磻?yīng),所以混合氣體減少的體積為試管容積的;③二氧化氮和氧氣、水能反應(yīng)生成硝酸:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,根據(jù)化學(xué)方程式知,氧氣剩余,參加反應(yīng)的氧氣的體積為氧氣總體積的;跟蹤訓(xùn)練④氯氣、二氧化硫和水能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化氫和硫酸:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,且這兩種物質(zhì)極易溶于水,根據(jù)化學(xué)方程式知,Cl2、SO2完全反應(yīng),沒有氣體剩余,所以水充滿整支試管,因此試管內(nèi)水面上升的高度關(guān)系為④>③>②>①。跟蹤訓(xùn)練4.有一倒置于水槽且裝滿水的容器,向其中依次通入一定體積的NO2、NO和O2,充分反應(yīng)后,若容器中仍充滿溶液,則通入的NO2、NO和O2的體積比可能是A.1∶1∶2 B.4∶3∶2C.4∶16∶13 D.4∶3∶4√跟蹤訓(xùn)練設(shè)NO2的物質(zhì)的量為x mol、NO的物質(zhì)的量為y mol、O2的物質(zhì)的量為z mol。氧化過程:x mol NO2在反應(yīng)中失去x mol電子;y mol NO在反應(yīng)中失去3y mol電子;還原過程:z mol O2在反應(yīng)中得到4z mol電子。根據(jù)得失電子守恒得x+3y=4z,然后把各選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)代入上述等式,若等式成立,則該項(xiàng)的比值是可能的。跟蹤訓(xùn)練5.將一支充有12 mL NO2氣體的試管倒置于水槽中,充分反應(yīng)。回答下列問題:(1)下列圖示正確的是 (填字母)。 C跟蹤訓(xùn)練NO2溶于水發(fā)生反應(yīng):3NO2+H2O===2HNO3+NO,12 mL NO2參與反應(yīng),生成的NO為4 mL,生成NO的體積占試管的。跟蹤訓(xùn)練(2)若水不能充滿試管,需再向試管中緩緩充入O2,現(xiàn)象為__________________________________,最終充入 mL氧氣,才能使水全部充滿。 變?yōu)榧t棕色,液面逐漸上升無色氣體3跟蹤訓(xùn)練向試管中緩緩充入O2,發(fā)生反應(yīng)①:2NO+O2===2NO2,故氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色,然后發(fā)生反應(yīng)②:3NO2+H2O===2HNO3+NO,故液面逐漸上升,將①和②兩式相組合得4NO+3O2+2H2O===4HNO3,要使水全部充滿試管,需再充入3 mL氧氣。跟蹤訓(xùn)練6.如圖所示,在水槽B中裝有500 mL水,容積為a mL的試管A中充滿了NO2和NO的混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),將試管A倒插入水槽B中。充分反應(yīng)后,試管A中剩余0.5a mL氣體。(1)將試管A倒插入B槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為_______,原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為 。 3NO2+H2O===2HNO3+NO1∶23∶1跟蹤訓(xùn)練試管A倒插入水槽B中后,發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO,氧化劑與還原劑均為NO2,質(zhì)量之比為1∶2。根據(jù)題意有n(NO2)+n(NO)=[n(NO2)+n(NO)],n(NO2)∶n(NO)=3∶1。跟蹤訓(xùn)練(2)通過導(dǎo)氣管C向余下0.5a mL氣體的試管A中持續(xù)通入氧氣,A中可能觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________________________________________________________。 無色氣體變?yōu)榧t棕色,試管中液面不斷上升至全充滿,再繼續(xù)通入氧氣,試管中液面下降,最后充滿無色氣體試管A中剩余的0.5a mL氣體為NO,通入氧氣后,發(fā)生反應(yīng):2NO+O2===2NO2、4NO2+O2+2H2O===4HNO3,總反應(yīng)為4NO+3O2+2H2O===4HNO3。跟蹤訓(xùn)練(3)當(dāng)試管A中充滿氣體時(shí)停止通入氧氣,然后將試管取出,水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1(設(shè)溶液的體積仍為500 mL)。 試管中充滿氣體時(shí),根據(jù)氮原子守恒,n(HNO3)=n(氣體)=×10-3 mol,c(HNO3)== mol·L-1。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第3章 微專題七 氮氧化物與氧氣和水反應(yīng)的計(jì)算.docx 第3章 微專題七 氮氧化物與氧氣和水反應(yīng)的計(jì)算.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫