Question

20．把盛有48mLNO和NO₂的混合氣體倒立于水中（保持同溫同壓），液面穩定后，容器內氣體體積變為24mL，則：
（1）原混合氣體中，NO是12mL，NO₂是36mL．
（2）若在剩余的24mL氣體中通入6mLO₂，液面穩定后，容器內剩余氣體是NO，體積為16mL．
（3）若在剩余的24mL氣體中通入24mLO₂，液面穩定后，容器內剩余氣體是O₂，體積為6mL．
（4）若在剩余的24mL氣體中通入15或22mLO₂，充分反應后，容器內剩余4mL氣體．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和水能反應，一氧化氮和水不反應，根據差量法計算二氧化氮的體積，從而得出一氧化氮的體積；
（2）根據一氧化氮、氧氣和水反應方程式進行計算；
（3）由關系式4NO～3O₂計算出24 mLNO消耗O₂的體積，從而可得出剩余氧氣體積；
（4）分情況討論，剩余氣體可能是一氧化氮也可能是氧氣，根據一氧化氮和氧氣之間的關系式計算．

解答 解：（1）一氧化氮和水不反應，二氧化氮和水能反應，反應方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
設二氧化氮的體積為x，
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO 氣體體積減少
  3                                            2 
x                               （48-24）mL=24mL
x=$\frac{24mL×3}{2}$=36mL，
則一氧化氮體積=（48-36）mL=12mL，
NO體積是 12mL，二氧化氮體積是NO₂ 36 mL，
故答案為：12；36；
（2）剩余氣體是一氧化氮，一氧化氮、氧氣和水之間的反應式為：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，
根據方程式知，一氧化氮和氧氣反應的關系是4：3，則有24mL一氧化氮反應時需要18mL氧氣，實際上有6mL氧氣，所以一氧化氮有剩余，剩余的一氧化氮體積=24mL-$\frac{6mL}{3}$×4=16mL，
故答案為：NO；16；
（3）由4NO～3O₂知，24 mLNO消耗O₂的體積為：$\frac{3}{4}$×24mL=18mL，所以反應后容器內剩余O₂為：24 mL-18 mL=6 mL，
故答案為：O₂；6；
（4）剩余4mL無色氣體是氧氣時，根據4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃知，則通入的氧氣體積=$\frac{24mL}{4}$+4mL=22mL，
當剩余4mL無色氣體是一氧化氮時，根據方程式知，通入的氧氣體積=$\frac{（24-4）mL}{4}$=15mL，
故答案為：15；22．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確二氧化氮、一氧化氮的性質為解答關鍵，注意掌握討論法在化學計算中的應用，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．