Question

20．在容积为672mL的烧瓶里充满NO、NO₂（气体所处环境均在标准状况下）的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧气，恰好完全反应，且水充满烧瓶（气体体积都已折合为标准状况），下列有关叙述中正确的是（　　）

• A． 总反应为NO+NO₂+O₂+H₂O═2HNO₃
• B． 总反应为2NO+10NO₂+4O₂+6H₂O═12HNO₃
• C． 生成硝酸的物质的量浓度接近0.03 mol/L
• D． 生成硝酸的物质的量浓度约为0.045 mol/L

Answer 1

分析 n（NO_x）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（O₂）=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol，
NO、NO₂、氧气和水反应方程式分别为：
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4NO₂+O₂+2H₂O═4 HNO₃
设NO、NO₂的物质的量分别是xmol、ymol，消耗氧气的物质的量分别是$\frac{3}{4}$xmol、$\frac{1}{4}$ymol，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{\frac{3}{4}x+\frac{1}{4}y=0.0125}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01}\\{y=0.02}\end{array}\right.$
则NO、NO₂、O₂的物质的量之比=0.01mol：0.02mol：0.0125mol=4：8：5，
根据N原子守恒得n（HNO₃）=n（NO）+n（NO₂）=0.03mol，
根据c=$\frac{n}{V}$计算硝酸的物质的量浓度．

解答 解：n（NO_x）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（O₂）=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol，
NO、NO₂、氧气和水反应方程式分别为：
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4NO₂+O₂+2H₂O═4 HNO₃
设NO、NO₂的物质的量分别是xmol、ymol，消耗氧气的物质的量分别是$\frac{3}{4}$xmol、$\frac{1}{4}$ymol，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{\frac{3}{4}x+\frac{1}{4}y=0.0125}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01}\\{y=0.02}\end{array}\right.$
则NO、NO₂、O₂的物质的量之比=0.01mol：0.02mol：0.0125mol=4：8：5，
则反应总方程式为4NO+8NO₂+5O₂+6H₂O═12HNO₃，
根据N原子守恒得n（HNO₃）=n（NO）+n（NO₂）=0.03mol，
c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.03mol}{0.672L}$=0.045 mol/L，
通过以上分析知，只有D是正确的，
故选D．

点评 本题考查物质的量浓度有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确氮氧化物和水反应特点是解本题关键，注意原子守恒的灵活运用，题目难度不大．