Question

12．將盛有N₂和NO₂混合氣體的試管（試管容積為VL）倒立于水中，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，試管內(nèi)氣體的體積變?yōu)閍L．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出該混合氣體 倒立于水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）若a=$\frac{1}{2}$V，則原混合氣體中N₂與NO₂的體積之比為1：3；
（3）向aL氣體中緩慢通入O₂至試管中剛好只有一種氣體時(shí)，停止通入O₂，則試管中最終剩余的氣體為N₂，其體積為（1.5a-0.5V）L，該過(guò)程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮?dú)怏w，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）若a=$\frac{1}{2}$V，說(shuō)明反應(yīng)后氣體體積減小了0.5VL，利用差量法計(jì)算出混合氣體中含有二氧化氮的體積，然后計(jì)算出原混合氣體中N₂與NO₂的體積之比；
（3）aL氣體為氮?dú)夂蚇O，通入氧氣后一氧化氮參與反應(yīng)生成硝酸，若試管中剛好只有一種氣體時(shí)，該氣體只能為氮?dú)猓�利用差量法�?jì)算出參與反應(yīng)的二氧化氮體積，然后計(jì)算出氮?dú)獾捏w積，從而得出最終剩余氣體體積．

解答 解：（1）盛有N₂和NO₂ 的混合氣體的試管倒立于水中發(fā)生反應(yīng)生成硝酸和NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）若a=$\frac{1}{2}$V，說(shuō)明反應(yīng)后氣體體積減小了0.5VL，則：
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO△V
 3                  2
 V（NO₂）          0.5VL                    
則 V（NO₂）=$\frac{0.5VL×3}{2}$=0.75VL，
原混合氣體中含有氮?dú)獾捏w積為：VL-0.75VL=0.25VL，
所以原混合氣體中氮?dú)夂投�氧化氮的體積之比為：0.25VL：0.75VL=1：3，
故答案為：1：3； 
（3）aL氣體為氮?dú)夂蚇O的混合物，通入氧氣后NO與水、氧氣發(fā)生反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃，
當(dāng)試管中剛好只有一種氣體時(shí)，則該氣體為氮?dú)�，說(shuō)明此時(shí)NO恰好完全反應(yīng)，
反應(yīng)后氣體體積變化為：VL-aL，
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO△V
 3                  2
 V（NO₂）       （V-a）L
則 V（NO₂）=$\frac{3（V-a）L}{2}$=$\frac{3}{2}$（V-a）L，
則最終剩余氣體體積為：VL-$\frac{3}{2}$（V-a）L=（1.5a-0.5V）L，
故答案為：N₂；（1.5a-0.5V）L；4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握差量法中化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．