Question

5．在17℃、1.01×10⁵Pa，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，c（NO₂）=0.030 0mol•L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol•L^-1，現(xiàn)用一定量的Cu與足量的濃HNO₃ 反應，制得上述1.00L已達到平衡的N₂O₄ 和NO₂ 的混合氣體（17℃、1.01×10⁵ Pa），理論上至少需消耗Cu多少克？

Answer 1

分析 根據(jù)n=cV計算出N₂O₄和NO₂的物質的量，根據(jù)氮元素守恒計算Cu與硝酸反應生成NO₂的總物質的量，再根據(jù)反應方程式計算Cu的物質的量，根據(jù)m=nM計算理論上消耗Cu的質量．

解答 解：平衡時，c（NO₂）=0.030 0mol•L^-1、c（N₂O₄）=0.012 0mol•L^-1，則：
n（N₂O₄）=c（N₂O₄）×V=0.0120 mol•L^-1×1.00L=0.0120mol，
n（NO₂）=c（NO₂）×V=0.0300 mol•L^-1×1.00L=0.0300mol，
則生成二氧化氮總的物質的量為：n （NO₂）_總=n（NO₂）+2n（N₂O₄）=0.0540mol，
由Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，可得：m=$\frac{0.054mol}{2}$×64g/mol=1.73g，
答：理論上需消耗Cu的質量為1.73g．

點評 本題考查了有關混合物反應的計算，題目難度中等，也可以利用電子轉移守恒計算Cu的物質的量，注意質量守恒定律、電子守恒等知識在化學計算中的應用方法．