Question

5．在标准状况下，将NO₂、NO、O₂混合并充满容器，然后把容器倒置于水槽中，充分反应后，水充满容器，则容器内HNO₃的物质的量浓度的大小范围是（　　）

• A． $\frac{1}{28}$＜c（HNO₃）＜$\frac{1}{22.4}$
• B． $\frac{1}{39.2}$＜c（HNO₃）＜$\frac{1}{22.4}$
• C． $\frac{1}{39.2}$＜c（HNO₃）＜$\frac{1}{28}$
• D． $\frac{1}{44.8}$＜c（HNO₃）＜$\frac{1}{22.4}$

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，可能发生反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃或4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，所得溶液为HNO₃溶液，利用端值法进行讨论测出硝酸的物质的量浓度范围．

解答 解：在标准状况下，将NO₂、NO、O₂混合并充满容器，然后把容器倒置于水槽中，充分反应后，水充满容器，说明气体完全反应，
若混合气体是NO₂和O₂，且体积比为4：1则发生反应：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：c（HNO₃）=$\frac{4}{5×22.4}$mol/L=$\frac{1}{28}$mol/L；
若混合气体是NO和O₂，且二者体积比为4：3则发生反应：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：c（HNO₃）=$\frac{4}{7×22.4}$moL/L=$\frac{1}{39.2}$mol/L，
由于是NO₂、NO、O₂三者的混合气体，故c（HNO₃）的大小范围应是：$\frac{1}{39.2}$＜c（HNO₃）＜$\frac{1}{28}$，
故选C．

点评 本题考查范围讨论的计算，题目难度中等，明确发生反应实质为解答关键，注意掌握极值法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．