Question

12．在标准状况下，将NO₂（不含N₂O₄）、NO、O₂混合后充满容器，倒置于水中完全溶解，无气体剩余．若产物不扩散，则所得溶液中溶质的物质的量浓度（单位：mol/L）为（　　）

• A． 0＜c＜$\frac{1}{22.4}$
• B． $\frac{1}{39.2}$＜c＜$\frac{1}{22.4}$
• C． $\frac{1}{39.2}$＜c＜$\frac{1}{28}$
• D． $\frac{1}{28}$＜c＜$\frac{1}{22.4}$

Answer 1

分析 将NO、NO₂、O₂三种气体按一定比例充满一固定容积的容器，并将该容器倒置在水槽中，充分反应后，容器中无气体剩余，可能发生：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃或4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，所得溶液为HNO₃溶液，利用端值法解答．

解答 解：若混合气体是NO₂和O₂，二者体积比一定为4：1，因为发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸的物质的量是溶于水的气体物质的量的$\frac{4}{5}$，所得溶液的体积等于溶于水的气体体积，所以所得溶液的物质的量浓度为：$\frac{4}{5×22.4}$mol/L=$\frac{1}{28}$mol/L；
若混合气体是NO和O₂，二者体积比一定为4：3，因为发生反应：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸的物质的量是溶于水的气体物质的量的$\frac{4}{7}$，所得溶液体积等于溶于水的气体体积，所得溶液的物质的量浓度为：$\frac{4}{7×22.4}$moL/L=$\frac{1}{39.2}$mol/L，
由于是NO、NO₂、O₂三种物质的混合物，则所得溶液浓度应介于$\frac{1}{39.2}$mol/L～$\frac{1}{28}$mol/L者之间，
故选C．

点评 本题考查混合物反应的计算、氮的氧化物的性质，题目难度中等，明确氮的氧化物的性质及发生反应原理为解答关键，注意掌握极值法在化学计算中的应用．