Question

將盛有25mL由NO₂和O₂組成的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應后剩余5mL氣體（相同狀況下測定）．求原混合氣體中NO₂和O₂的體積．（列出計算過程）

Answer 1

分析：先判斷剩余的氣體的成分，若為氧氣，然后根據 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃計算，求出參加此反應的NO₂和O₂，最后相加得到原來的氧氣，若剩余氣體為NO，說明NO₂過量，先根據3NO₂+H₂O=2HNO₃+2NO求出過量的NO₂，然后根據4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃求出參加此反應的NO₂和O₂，最后相加得到原來的NO₂

解答：解：NO₂和O₂混合氣體的試管倒立于水中，發生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 最后剩余氣體可能為氧氣，也可能是NO氣體．
   若剩余氣體為氧氣，設參加4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 反應消耗的氧氣為x，則有消耗的NO₂為4x，即：5x=20mL，x=4mL．則氧氣的總量為9ml，V（NO₂）=16ml；
   若剩余氣體為NO氣體，則有3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，說明過量的NO₂為3×5=15mL，反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的氣體總體積為25-15=10mL，設反應消耗的氧氣為y，則有消耗的NO₂為4y則有5y=10mL，y=2mL，即此時氧氣為2mL，原來的NO₂的總量V（NO₂）=8+15=23ml；
答：原混合氣體中NO₂和O₂的體積為分別為V（NO₂）=16ml、V（O₂）=9ml或V（NO₂）=23ml、V（O₂）=2ml．

點評：本題主要考查了NO₂、O₂和H₂O反應的計算，需要注意的是該反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 若過量的氣體為NO₂，但最后的剩余氣體不是NO₂，而是NO，原因是3NO₂+H₂O=2HNO₃+2NO．