Question

13．将装有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中，经足够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的$\frac{3}{5}$，求：
（1）原混合气体中氮气和二氧化氮气体的体积比．
（2）若上述气体是标准状况，求硝酸的物质的量浓度（若假设生成的溶质不向外扩散）

Answer 1

分析 （1）设原混合物的体积为1L，则反应后气体为0.6L，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，利用差量法计算V（NO₂），进而计算V（N₂），据此解答；
（2）根据c=$\frac{n}{V}$进行计算．

解答 解：（1）设原混合物的体积为1L，反应后气体为0.6L，则：
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO  体积减少
3                                1    3-1=2
V（NO₂）                        1L-0.6L=0.4L
所以，V（NO₂）=$\frac{0.4L×3}{2}$=0.6L，则V（N₂）=1L-0.6L=0.4L
故：V（N₂）：V（NO₂）=0.4L：0.6L=2：3，答：原混合气体中氮气和二氧化氮气体的体积比2：3；
（2）设原气体体积为VL，而氮气和二氧化氮气体的体积比2：3；所以二氧化氮的体积为：$\frac{3}{5}V$，标况下物质的量为：$\frac{\frac{3}{5}V}{22.4}$mol，则生成硝酸的物质的量为：
$\frac{2}{3}×\frac{\frac{3}{5}V}{22.4}$mol，所以硝酸的物质的量浓度为：$\frac{\frac{\frac{2}{5}V}{22.4}}{\frac{2}{5}V}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L，答：硝酸的物质的量浓度为$\frac{1}{22.4}$mol/L．

点评 本题考查混合物的有关计算，难度中等，利用赋值法可以减少计算量，注意差量法的应用．