Question

一支容积为12mL的试管内充满O₂和NO₂的混合气体，将试管倒置于水中，充分反应后，（1）若无气体剩余，原混合气体中NO₂和O₂的体积各为多少？（2）若气体剩余2mL，原混合气体中NO₂和O₂的体积各为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃来算；
（2）考虑剩余气体的成分，分两种情况：①O₂剩余，②NO剩余来解答．
解答：解：（1）无气体剩余，发生反应：4NO₂+2H₂O+O₂=4HNO₃，NO₂与O₂的体积比4：1，所以NO₂为：12mL×=9.6ml，O₂为：12mL×=2.4ml，
答：NO₂的体积为9.6ml，O₂的体积为2.4ml；
（2）若气体剩余2mL，分为两种情况，一种是O₂，一种是NO．
①剩余2mLO₂，则
4NO₂+2H₂O+O₂=4HNO₃    
 4         1
   4x+x=10
解得x=2mL，所以NO₂为8mL，O₂为2+2=4mL，
②剩余2mLNO，则
   3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
   3              1
  6mL            2mL
   4NO₂+2H₂O+O₂=4HNO₃    
   4         1
   4x+x=12-6
解得x=1.2mL，所以NO₂为4.8+6=10.8mL，O₂为1.2mL，
答：O₂剩余时O₂为4mL，NO₂为8mL；NO剩余时O₂为1.2mL，NO₂为10.8mL．
点评：本题主要考查了NO₂、O₂、H₂O三者之间的反应，在计算时要进行过量判断，需要强调的是NO₂过量时，剩余气体为NO．