Question

8．将盛有amolNO₂和bmolNO混合气体的试管倒立于水槽中，再通人bmolO₂充分反应后试管里剩余气体的成分及物质的量决定于a与b的关系，请填写表格：

a与b的关系	剩余气体的成分	剩余气体物质的量
若a=b
若a＞b
若a＜b

Answer 1

分析 根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，当二氧化氮、NO和氧气都恰好完全反应方程式为：4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃，即a=b，此时无气体剩余；
若a＞b，二氧化氮过量，NO完全发生反应4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃，剩余的二氧化氮发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，bmolNO完全反应消耗二氧化氮为bmol，则剩余的二氧化氮为（a-b）mol，再根据反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO计算出剩余的NO气体的物质的量；
若a＜b，说明O₂过量，二氧化氮发生反应4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃，剩余的NO发生反应4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃，其中发生反应4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃消耗的NO、O₂为amol，则发生反应4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃消耗的O₂为（b-a）mol×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$（b-a）mol，据此计算出最终剩余的氧气的物质的量．

解答 解：若a=b时，发生反应为：4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃，则反应后无气体剩余；
若a＞b，二氧化氮过量，NO完全发生反应：4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃，剩余的二氧化氮发生反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，bmolNO完全反应消耗二氧化氮为bmol，则剩余的二氧化氮为（a-b）mol，根据反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，剩余的NO气体为：$\frac{1}{3}$（a-b）mol；
若a＜b，O₂过量，二氧化氮发生反应：4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃，剩余的NO发生反应：4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃，其中发生反应4NO₂+4NO+4O₂+2H₂O═8HNO₃消耗的NO、O₂为amol，则发生反应4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃消耗的O₂为（b-a）mol×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{4}$（b-a）mol，则最终剩余的氧气为：bmol-amol-$\frac{3}{4}$（b-a）mol=$\frac{1}{4}$（b-a）mol，
故答案为：

a与b的关系	剩余气体的成分	剩余气体物质的量
若a=b	无	0
若a＞b	NO	$\frac{1}{3}$（a-b）mol
若a＜b	O2	$\frac{1}{4}$（b-a）mol

．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握讨论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化学计算能力．