專題7 微專題-氮氧化物與氧氣和水反應(yīng)的計(jì)算-講義（知識梳理 訓(xùn)練）【新教材】2020-2021學(xué)年高一化學(xué)（蘇教版（2019）必修二）

專題七微專題——氮氧化物與氧氣和水反應(yīng)的計(jì)算學(xué)案及訓(xùn)練知識梳理一、循環(huán)反應(yīng)疊加法1．反應(yīng)原理①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②2NO＋O2=2NO2由方程式①×2＋②得：③4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3由方程式①×2＋②×3得：④4NO＋3O2＋2H2O=4HNO32．計(jì)算類型二、電子守恒法當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時要失去電子，若NO2或NO與O2混合，O得到電子，N失去電子，且得失電子數(shù)相等，這是利用得失電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。強(qiáng)化訓(xùn)練1．將充有20mLN2和NO2的混合氣體的試管倒立在水槽中，充分反應(yīng)后，試管殘留10mL氣體，則原混合氣體中N2和NO2的體積之比是()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．2∶3答案C解析據(jù)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO則V(剩)＝V(N2)＋eq\f(1,3)V(NO2)設(shè)N2有xmL，則NO2為(20－x)mL有V(剩)＝10mL＝xmL＋eq\f(1,3)(20－x)mL解得x＝5，即V(N2)＝5mLV(NO2)＝15mL，所以V(N2)∶V(NO2)＝1∶3。2．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛滿二氧化氮的大試管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，試管內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度是()A．0.04mol·L－1 B．0.036mol·L－1C．0.033mol·L－1 D．0.018mol·L－1答案A解析設(shè)試管的體積為VL，由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，n(HNO3)＝eq\f(2,3)×eq\f(V,22.4)mol，V(HNO3)＝eq\f(2,3)VL，c(HNO3)＝eq\f(\f(2,3)×\f(V,22.4)mol,\f(2,3)VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1≈0.04mol·L－1。3．(2019·江蘇南京外國語學(xué)校高一檢測)在一定條件下，將12mLNO2和O2的混合氣體通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積可能為()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA．①②B．②③C．③④D．①④答案D解析由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，若剩余的氣體是O2，則V(NO2)＝eq\f(4,5)×(12mL－2mL)＝8mL，V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的氣體是NO(2mL)，根據(jù)反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO求出消耗的NO2的體積為6mL，則V(O2)＝eq\f(1,5)×(12mL－6mL)＝1.2mL。4.(2019·河北張家口高一期中)按如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試管內(nèi)裝有12mLNO，然后間歇而緩慢地通入8mLO2，下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)最終狀態(tài)的描述正確的是()A．試管內(nèi)氣體呈紅棕色B．試管內(nèi)氣體為無色的NOC．試管內(nèi)氣體為無色的O2D．試管內(nèi)液面上升至充滿整個試管答案B解析試管內(nèi)裝有12mLNO，然后間歇而緩慢地通入8mL氧氣，依據(jù)反應(yīng)：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，知NO過量，反應(yīng)后剩余NO的體積為12mL－8mL×eq\f(4,3)＝eq\f(4,3)mL，即試管內(nèi)氣體為無色的NO。5.如圖所示，在水槽B中裝有500mL水，容積為amL的試管A中充滿了NO2和NO的混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將試管A倒插入水槽B中。充分反應(yīng)后，試管A中剩余0.5amL氣體。(1)將試管A倒插入B槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為________，原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為________。(2)通過導(dǎo)氣管C向余下0.5amL氣體的試管A中持續(xù)通入氧氣，A中可能觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(3)當(dāng)試管A中充滿氣體時停止通入氧氣，然后將試管取出，水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為________mol·L－1(設(shè)溶液的體積仍為500mL)。答案(1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO1∶23∶1(2)無色氣體變?yōu)榧t棕色，試管中液面不斷上升至全充滿，再繼續(xù)通入氧氣，試管中液面下降，最后充滿無色氣體(3)eq\f(a,11200)解析(1)試管A倒插入水槽B中后，發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧化劑與還原劑均為NO2，質(zhì)量之比為1∶2。根據(jù)題意有eq\f(1,3)n(NO2)＋n(NO)＝eq\f(1,2)[n(NO2)＋n(NO)]，n(NO2)∶n(NO)＝3∶1。(2)試管A中剩余的0.5amL氣體為NO，通入氧氣后，發(fā)生反應(yīng)2NO＋O2=2NO2,4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，總反應(yīng)為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3?，F(xiàn)象：無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，再繼續(xù)通入氧氣，試管中液面下降，最后充滿無色氣體(O2)。(3)試管中充滿氣