Question

20．將O₂和NH₃的混合氣體448mL通過加熱的三氧化二鉻，充分反應后，再通過足量的水，最終收集到44.8mL氣體．原混合氣體中O₂的體積可能是（假設氨全部被氧化；氣體體積均已換算成標準狀況）（　　）

• A． 231.5mL
• B． 268.8mL
• C． 287.5mL
• D． 313.6mL

Answer 1

分析 發生反應為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，剩余的44.8mL氣體可能為氧氣，有可能是NO，設出混合氣體中氨氣體積為x、氧氣體積為y，然后分別根據剩余氣體為氧氣、NO結合反應方程式列式計算即可．

解答 解：最終收集到44.8mL氣體可能為氧氣，有可能為NO，
當剩余氣體為氧氣時，發生反應有：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，設氧氣總體積為y，氨氣總體積為x，則：①x+y=448mL；由于氨氣完全反應，則x體積氨氣消耗氧氣體積為：x×$\frac{5}{4}$=$\frac{5}{4}$x，同時生成NO體積為x，生成的NO完全反應消耗氧氣的體積為：x×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$x，則：②$\frac{5}{4}$x+$\frac{3}{4}$x+44.8mL=y，聯立①②解得：x=134.4mL、y=313.6mL，即：氧氣體積為313.6mL；
當剩余的氣體為NO時，則氧氣、氨氣完全反應，發生反應為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，剩余的44.8mL為NO，設原混合氣體中氨氣體積為x、氧氣體積為y，則：③x+y=448mL，氨氣完全反應消耗氧氣體積為x×$\frac{5}{4}$=$\frac{5}{4}$x，同時生成NO體積為x，其中轉化成硝酸的NO體積為：x-44.8mL，此過程中消耗氧氣體積為：（x-44.8mL）×$\frac{3}{4}$，消耗氧氣總體積為：④$\frac{5}{4}$x+（x-44.8mL）×$\frac{3}{4}$=y，聯立③④可得：x=160.5mL、y=287.5mL，即：原混合氣體中氧氣的總體積為287.5mL，
根據分析可知，原混合氣體中氧氣總體積可能為：313.6mL或287.5mL，
故選CD．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度較大，明確剩余氣體組成為解答關鍵，注意掌握討論法在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．