Question

20．将O₂和NH₃的混合气体448mL通过加热的三氧化二铬，充分反应后，再通过足量的水，最终收集到44.8mL气体．原混合气体中O₂的体积可能是（假设氨全部被氧化；气体体积均已换算成标准状况）（　　）

• A． 231.5mL
• B． 268.8mL
• C． 287.5mL
• D． 313.6mL

Answer 1

分析 发生反应为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，剩余的44.8mL气体可能为氧气，有可能是NO，设出混合气体中氨气体积为x、氧气体积为y，然后分别根据剩余气体为氧气、NO结合反应方程式列式计算即可．

解答 解：最终收集到44.8mL气体可能为氧气，有可能为NO，
当剩余气体为氧气时，发生反应有：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，设氧气总体积为y，氨气总体积为x，则：①x+y=448mL；由于氨气完全反应，则x体积氨气消耗氧气体积为：x×$\frac{5}{4}$=$\frac{5}{4}$x，同时生成NO体积为x，生成的NO完全反应消耗氧气的体积为：x×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$x，则：②$\frac{5}{4}$x+$\frac{3}{4}$x+44.8mL=y，联立①②解得：x=134.4mL、y=313.6mL，即：氧气体积为313.6mL；
当剩余的气体为NO时，则氧气、氨气完全反应，发生反应为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，剩余的44.8mL为NO，设原混合气体中氨气体积为x、氧气体积为y，则：③x+y=448mL，氨气完全反应消耗氧气体积为x×$\frac{5}{4}$=$\frac{5}{4}$x，同时生成NO体积为x，其中转化成硝酸的NO体积为：x-44.8mL，此过程中消耗氧气体积为：（x-44.8mL）×$\frac{3}{4}$，消耗氧气总体积为：④$\frac{5}{4}$x+（x-44.8mL）×$\frac{3}{4}$=y，联立③④可得：x=160.5mL、y=287.5mL，即：原混合气体中氧气的总体积为287.5mL，
根据分析可知，原混合气体中氧气总体积可能为：313.6mL或287.5mL，
故选CD．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，明确剩余气体组成为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．