Question

13．在一定条件，将充满NO₂和O₂的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体的$\frac{1}{8}$，原混合气体中NO₂和O₂的体积比是（　　）
①8：1                     ②7：3                  ③7：1                  ④4：1．

• A． ①②
• B． ②③
• C． ③④
• D． ①④

Answer 1

分析 NO₂和O₂的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，发生反应可能为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，剩余气体的体积为原混合气体的$\frac{1}{8}$，试管中剩余$\frac{1}{8}$体积的可能为NO或O₂，结合反应方程式列式计算．

解答 解：发生反应为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
剩余气体的体积为原混合气体的$\frac{1}{8}$，则试管中剩余$\frac{1}{8}$体积的为NO或O₂，
设NO₂和O₂的总体积为V，
当剩余气体为NO时，说明氧气不足，生成$\frac{1}{8}$V体积的NO消耗二氧化氮的体积为：$\frac{1}{8}$V×3=$\frac{3}{8}$V，
则反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃中总共消耗二氧化氮和氧气的总体积为：$\frac{5}{8}$V，原混合气体中氧气的体积为：$\frac{5}{8}$V×$\frac{1}{5}$=$\frac{1}{8}$V，原混合气体中二氧化氮的体积为：$\frac{7}{8}$V，原混合气体中NO₂和O₂的体积比为：$\frac{7}{8}$V：$\frac{1}{8}$V=7：1；
当氧气过量时，剩余的$\frac{1}{8}$V体积为氧气，说明二氧化氮不足，则参加反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃中总共消耗二氧化氮和氧气的总体积为$\frac{7}{8}$V，混合气体中二氧化氮的总体积为：$\frac{7}{8}$V×$\frac{4}{5}$=$\frac{7}{10}$V，氧气总体积为：$\frac{3}{10}$V，原混合气体中NO₂和O₂的体积比为：$\frac{7}{10}$V：$\frac{3}{10}$V=7：3，
所以NO₂和O₂的体积比7：3或7：1，
故选B．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，为高频考点，题目难度中等，把握发生的化学反应及差量法计算为解答的关键，注意氧气不足量的计算．