(二)循环反应中的方程迭加法 例1 将xmL CO2通过足量的Na2O2后.再与ymL NO混合后.且x与y之和为30mL,充分反应后.同温同压下气体总体积缩小为15mL.则x:y为 ( ) ①1:1 ②2:1 ③5:4 ④7:5 A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③④ 解析 假如对4个选项不同的比值逐一具体求解,将是一种繁重的劳动.我们能否探求出一般规律呢? 分析各反应,然后进行加和处理 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 -- (1) 2NO+O2=2NO2 -- (2) : 2Na2O2+2CO2+2NO=2Na2CO3+2NO2 同÷2: Na2O2+CO2+NO=Na2CO3+NO2 △Vg -- (3) 1 1 1 1 当:=1:1时, △Vg=(x+y) 当:>1:1时,发生反应. 这两反应有共同特征: △Vg=V始,故△Vg=(x+y) 当:<1:1时,多余的NO无法再反应, △Vg<(x+y) 结论: 当x:y≥1:1时, △Vg=(x+y) 答案: D. 例2 在标准状况下,将密度为1.43g/L的CO.CO2混合气体5.6L,充入盛有足量Na2O2的密闭容器中.然后用电火花引燃容器内混合气体.直至所有物质完全反应. (1)反应后容器内残留生成物是什么?质量为多少? (2)反应后恢复到原温度,容器内压强为反应前压强的多少倍? 解析 (1)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 -- (1) 电火花 2CO+O2 2CO2 -- (2) 将CO+Na2O2=Na2CO3 从总方程看出.无论CO2有多少.只要有其存在.CO就能被足量Na2O2完全吸收.但正因Na2O2足量.故最终CO2也不会存在.又将发生反应(1),产生O2.故最终容器内残留生成物为Na2CO3和O2. 根据C守恒:=+==0.25(mol) =106×0.25=26.5(g) 欲求得O2量.须求出原有CO2量.可根据气体平均分子量来求解. =1.43×22.4=32 CO2 44 4 32 CO 28 12 =·=×0.25=(mol) 又2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2 1 =×32=1(g) (2)最终气体为O2, = mol 原有气体 = mol 由= 得== 例3 已知某气态烃与O2的混合气体,在有足量Na2O2存在的密闭容器中.用电火花引爆时能充分反应.设CxHy.O2分别为amol.bmol. (1)当a:b满足什么条件时,反应后容器内压强为零? (2)若a:b分别为3:3和2:4时,充分反应后剩余的气体的物质的量相同.试求该烃可能的分子式. 解析 (1)分析可能发生的反应 CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O 2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2 2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2 因Na2O2过量.烃燃烧生成的CO2和H2O一定完全反应.又最终容器内压强为O.即无气体存在.根据C.H分别完全转变成Na2CO3.NaOH且无O2存在.直接配平得总方程式 CxHy+O2+(x+)Na2O2 xNa2CO3+yNaOH 1 a b = 由此可见.为使反应后容器内压强为O.a/b值只与x有关.与y无关. (2)当a/b值分别为3:3及2:4时,反应后余气物质的量相等,不难判断前者为烃过量,后者为O2过量. 从 CxHy-O2 关系式分析 Þx=3 2<x<4 烃过量: => Þ x>2 O2过量: =< Þ x<4 故烃可能的分子式为C3H4.C3H6.C3H8. 例4 500mL0.1mol/L FeCl2溶液中通入一定量Cl2,待反应完全后将所得溶液稀释到1L.再取出稀溶液.加入足量AgNO3溶液.能得到2.009g沉淀.问: (1)原溶液中Fe2+是否完全被氧化? (2)若未完全被氧化.求Fe2+被氧化的百分率.(不考虑Cl2与H2O的反应) 解析 本题是否也能用方程式加和来求解呢?请分析下列解法,错在何处? 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 - (1) FeCl3+3AgNO3=3AgCl↓+Fe(NO3)3 - (2) ×2 2FeCl2+Cl2+6AgNO3=6AgCl↓+2Fe(NO3)3 设有xmolFeCl2被氧化 2FeCl2-6AgCl 2 6 x x=(mol)<0.005 mol 故Fe2+未被完全氧化. 氧化率: ×100%=93.3% 错解分析: 误将沉淀中的Cl-完全来自于FeCl3中.事实上也可能因Cl2量不足,还剩余FeCl2,其中的Cl-也与Ag+反应生成AgCl.因此,本题不能用方程式迭加法求得. 正解:==0.014(mol) 由Cl-守恒得: 10×0.014=0.5×0.1×2+×2 =0.02 mol 设有x mol FeCl2被氧化. 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 2 1 x 0.02 x=0.04 mol < 0.05 mol. Fe2+未被完全氧化 氧化率为: ×100%=80%. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(08上海12校第二次联考)在化工生产中,硝酸的制备通常采用催化氧化法,原料主要是氨气和氧气。

问题1:由于二氧化碳不能被水完全吸收,因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作,使其充分转化为硝酸(如果不考虑生产过程中的其它损失)。

   (1)从理论上分析,要使氨气完全转化为硝酸,则原料氨气和氧气物质的量的投料比至少为             

   (2)如果按理论上的原料将原料放在一个具有反应条件下的密闭容器中进行,所有物质不与外界交换,则最后所得溶液的质量分数为             

   (3)循环操作的次数与二氧化氮在生成硝酸的转化率具有一定的数学关系。计算一定量的二氧化氮气体大约要经过              次循环操作,才能使二氧化氮的转化率约为96%。

问题2:将上述方法制得的硝酸,可以稀释成浓缩得各种不同浓度的硝酸。大量实验证明,同一金属与不同浓度的硝酸反应可生成不同的还原产物。某研究小组实验研究了镁与不同浓度硝酸反应,测得气体产物主要有H2、N2、NO、NO2,溶液中的产物主要有Mg(NO32、NH4NO3、H2O。

   (4)现有0.96Mg与足量浓度为4mol/l的HNO3完全

反应,收集到224ml(S.T.P)气体,各气体产物

成分和所有硝酸浓度曲线如右图所示。通过计

算确定还原产物的组成及各成分的物质的量之

比是多少?

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(08上海12校第二次联考)在化工生产中,硝酸的制备通常采用催化氧化法,原料主要是氨气和氧气。

问题1:由于二氧化碳不能被水完全吸收,因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作,使其充分转化为硝酸(如果不考虑生产过程中的其它损失)。

   (1)从理论上分析,要使氨气完全转化为硝酸,则原料氨气和氧气物质的量的投料比至少为             

   (2)如果按理论上的原料将原料放在一个具有反应条件下的密闭容器中进行,所有物质不与外界交换,则最后所得溶液的质量分数为             

   (3)循环操作的次数与二氧化氮在生成硝酸的转化率具有一定的数学关系。计算一定量的二氧化氮气体大约要经过              次循环操作,才能使二氧化氮的转化率约为96%。

问题2:将上述方法制得的硝酸,可以稀释成浓缩得各种不同浓度的硝酸。大量实验证明,同一金属与不同浓度的硝酸反应可生成不同的还原产物。某研究小组实验研究了镁与不同浓度硝酸反应,测得气体产物主要有H2、N2、NO、NO2,溶液中的产物主要有Mg(NO32、NH4NO3、H2O。

   (4)现有0.96Mg与足量浓度为4mol/l的HNO3完全

反应,收集到224ml(S.T.P)气体,各气体产物

成分和所有硝酸浓度曲线如右图所示。通过计

算确定还原产物的组成及各成分的物质的量之

比是多少?

 

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