标准状况下将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,到水面上升到烧瓶容积的4/5时不再上升,此时烧瓶内溶液的浓度可能是(若溶质不扩散到烧瓶外,浓度数值保留3位有效数字) A.0.0357 mol•L-1 B.0.0446 mol•L-1 C.0.0327 mol•L-1 D.0.0402 mol•L-1 这题应该怎么思考和计算啊?
发生的化学反应有:
3NO2+H2O===2HNO3+NO------(1)
2NO+ O2==2NO2------------(2)
反应(2)生产的二氧化氮又发生(1)的反应,这样逐次循环反应至二氧化氮或者氧气至少一个反应完.反应才能停止.
根据题意可知,剩下的1/5体积的气体可以是氧气(氧气过量),也可以是NO(二氧化氮过量).
一.如果是氧气过量,则生成物只有HNO3,发生的反应应该是(1)*2+(2):
4NO2 +O2 +2H2O =4HNO3 ------(3)
设烧瓶容积为V,参加反应的NO2体积为V(NO2),参加反应的氧气体积为V(O2)
通过以上化学方程式可知 V(NO2)=4V(O2)
根据题意,参加反应的气体体积是烧瓶体积的4/5.得
V(NO2)+V(O2)=4V/5
[代入V(NO2)=4V(O2)]得:
V(NO2)=(16/25)*V;即[(16/25)*V]/22。
4(摩尔).
根据方程(3)可得,生成HNO3的物质的量为[(16/25)*V]/22。4(摩尔).溶液的体积为4V/5.所以溶液的物质的量浓度为:
[(16/25)*V]/22。
4(摩尔)/(4V/5)==0。0357摩尔/升.
二。如果NO2过量,最后剩下的V*1/5气体是NO.
通过方程(1)可知:
生成V*1/5NO需要NO2体积为V*3/5,同时生成HNO3为[V*2/5]/22。
4摩尔.
用于(3)反应的NO2与O2的体积和为:V*2/5,由于发生该反应的NO2与O2的体积比为4:1.所以反应(3)用去的NO2体积为:
[V*2/5]*4/5=V*8/25,这些NO2能生成HNO3:[V*8/25]/22。
4摩尔.
这样共生成HNO3:[V*2/5]/22。 4摩尔+:[V*8/25]/22。4摩尔=[18V/25]/22。4摩尔.
由于溶液体积为4V/5.所以溶液的物质的量浓度为:
[18V/25]/22。
4摩尔/(4V/5)==0。0402mol/l
因此,答案是A和D.
(liqunyan004的解答是最简单的,由于你说没有弄懂,所以小妹只有再罗嗦罗嗦了.)
。 。
NO2和H2O的反应如下 4NO2 +O2 +2H2O =4HNO3 , 设有5mol气体反应,生成4molHNO3,这一计量关系一定要理解,形成5单位体积的溶液,所以溶液的浓度c(HNO3)=[4/5*22。4]mol/L0=0357mol/L 。选A。
这题可以从NO2或O2过有没有过量来考虑,但也有可能NO2跟O2刚好反应掉。本题的反应式为4NO2+O2===2N2O5,因为由原来的1个体积到后来的4/5个体积可以看出,由于5(不他前面的1份体积,后面的同这个)份体积刚好反应生成2份体积,所以NO2或O2多出2个体积没反应掉。