Question

将装满O₂和NO₂混合气体的试管倒置于水槽中，充分反应后，试管中液面高度为试管高度的

4

5

，则原混合气体中O₂和NO₂的体积比为（　　）

A．1：4

B．16：9

C．5：4

D．2：23

Answer 1

分析：试管中O₂和NO₂气体按体积比1：4混合全部溶解，液体充满试管，题中充分反应后，试管中液面高度为试管高度的

4

5

，说明剩余气体为

1

5

，可能是剩余氧气，也可以是剩余的二氧化氮气体与水反应生成的一氧化氮剩余，所以设O₂体积为设混合气体总体积为5L，则如果剩余氧气时，O₂和NO₂按照1：4反应的混合气体为

4

5

；如果剩余一氧化氮，按照O₂和NO₂气体按体积比1：4混合全部溶解，实际剩余二氧化氮

3

5

，即可求出所有二氧化氮和氧气的体积，进而求的原混合气体中O₂和NO₂的体积比．

解答：解：已知二氧化氮气体和氧气按4：1恰好全部溶于水生成硝酸，发生的反应为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，题中试管倒扣水槽中最后试管中液面高度为试管高度的

4

5

，说明剩余气体为

1

5

．
（1）当剩余气体为氧气时，二氧化氮气体和氧气按4：1反应的混合气体体积为

4

5

，其中二氧化氮为

16

25

，氧气

4

25

，所以原混合气体中氧气共

1

5

+

4

25

=

9

25

，原混合气体中O₂和NO₂的体积比为

9

25

：

16

25

=9：16；
（2）如果剩余气体

1

5

为一氧化氮，根据反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，则相当于剩余二氧化氮

3

5

，二氧化氮气体和氧气按4：1反应的混合气体体积为

2

5

，其中二氧化氮体积应为

2

5

×

4

5

=

8

25

，原混合气体中共有二氧化氮体积为

8

25

+

3

5

=

23

25

，氧气体积为

2

5

×

1

5

=

2

25

，则原混合气体中O₂和NO₂的体积比为

2

25

：

23

25

=2：23．
故选D．

点评：本题考查了氮氧化物的性质，及氮氧化物和氧气混合通入水中的有关计算，关键是分析剩余气体的成分．