Question

20．在容積為672mL的燒瓶里充滿NO、NO₂（氣體所處環(huán)境均在標準狀況下）的混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧氣，恰好完全反應，且水充滿燒瓶（氣體體積都已折合為標準狀況），下列有關敘述中正確的是（　�。�

• A． 總反應為NO+NO₂+O₂+H₂O═2HNO₃
• B． 總反應為2NO+10NO₂+4O₂+6H₂O═12HNO₃
• C． 生成硝酸的物質的量濃度接近0.03 mol/L
• D． 生成硝酸的物質的量濃度約為0.045 mol/L

Answer 1

分析 n（NO_x）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（O₂）=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol，
NO、NO₂、氧氣和水反應方程式分別為：
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4NO₂+O₂+2H₂O═4 HNO₃
設NO、NO₂的物質的量分別是xmol、ymol，消耗氧氣的物質的量分別是$\frac{3}{4}$xmol、$\frac{1}{4}$ymol，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{\frac{3}{4}x+\frac{1}{4}y=0.0125}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01}\\{y=0.02}\end{array}\right.$
則NO、NO₂、O₂的物質的量之比=0.01mol：0.02mol：0.0125mol=4：8：5，
根據(jù)N原子守恒得n（HNO₃）=n（NO）+n（NO₂）=0.03mol，
根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算硝酸的物質的量濃度．

解答 解：n（NO_x）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（O₂）=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol，
NO、NO₂、氧氣和水反應方程式分別為：
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4NO₂+O₂+2H₂O═4 HNO₃
設NO、NO₂的物質的量分別是xmol、ymol，消耗氧氣的物質的量分別是$\frac{3}{4}$xmol、$\frac{1}{4}$ymol，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{\frac{3}{4}x+\frac{1}{4}y=0.0125}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01}\\{y=0.02}\end{array}\right.$
則NO、NO₂、O₂的物質的量之比=0.01mol：0.02mol：0.0125mol=4：8：5，
則反應總方程式為4NO+8NO₂+5O₂+6H₂O═12HNO₃，
根據(jù)N原子守恒得n（HNO₃）=n（NO）+n（NO₂）=0.03mol，
c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.03mol}{0.672L}$=0.045 mol/L，
通過以上分析知，只有D是正確的，
故選D．

點評 本題考查物質的量濃度有關計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確氮氧化物和水反應特點是解本題關鍵，注意原子守恒的靈活運用，題目難度不大．