2021年高考化学一轮复习讲义 第4章 专题突破 氮的氧化物(NOx)和O2、H2O混合反应的计算方法

专题突破　氮的氧化物(NOx)和O2、H2O混合反应的计算方法(教师用书独具)

1．关系式法

(1)NO和O2的混合气体通入水中

由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。

(2)NO2和O2的混合气体通入水中

由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中

先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成NO的体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。

2．电子守恒法

NOx转化为硝酸时失去电子，如果是NOx与O2的混合气体，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。

4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效；当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。

1．(2018·广州期末)有一充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12 mL 无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为(气体体积均在相同状况下测得)(　　)

A．2∶3  B．3∶2  C．1∶4  D．4∶1

答案　A

解析　二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反应，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中二氧化氮的体积为V，则：

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　气体体积减少

  3                   1    2

  V                        20 mL－12 mL＝8 mL

所以V＝＝12 mL，即二氧化氮的体积为12 mL，则原混合气体中一氧化氮的体积为20 mL－12 mL＝8 mL，则原混合气体中NO和NO2体积比为8 mL∶12 mL＝2∶3。

2．将盛有12 mL NO2和O2的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气体分别是(　　)

A．1.2 mL，NO   B．2.4 mL，O2

C．3.5 mL，O2   D．4 mL，NO

答案　A

解析　解题依据的化学方程式：

4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：

①若剩O2，则V剩＝x－×(12 mL－x)＝2 mL，

解得x＝4 mL，B、C两项均不正确；

②若剩NO，则V剩＝×[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，

解得x＝1.2 mL，D项不正确、A项正确。

3．将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为(　　)

A．3(m－n) mL   B．(m＋n) mL

C．(m－n) mL   D. mL

答案　D

解析　发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故NO与NO2按1∶1混合的总反应为：NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3，

充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，由于m<n，故按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为n mL－m mL＝(n－m) mL，再发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故生成NO的体积为(n－m) mL。