Question

15．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，则容器中HNO₃溶液的物质的量的浓度（mol/L）用M表示范围是（　　）

• A． $\frac{1}{28}$＜M＜$\frac{1}{22.4}$
• B． $\frac{1}{39.2}$＜M＜$\frac{1}{22.4}$
• C． $\frac{1}{39.2}$＜M＜$\frac{1}{28}$
• D． 0＜M＜$\frac{1}{22.4}$

Answer 1

分析 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，容器中无气体剩余，利用端值法解答，可能发生：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃或4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，所得溶液为HNO₃溶液，硝酸溶液体积等于混合气体的体积，结合方程式计算．

解答 解：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，容器中无气体剩余，
若混合气体是NO₂和O₂，二者体积比一定为4：1，因为发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，假设NO₂为4mol，则生成硝酸为4mol，混合气体总物质的量为5mol，所得溶液的体积等于气体体积，所以所得溶液的物质的量浓度为：$\frac{4mol}{5mol×22.4L/mol}$mol/L=$\frac{1}{28}$mol/L；
若混合气体是NO和O₂，二者体积比一定为4：3，因为发生反应：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，假设NO₂为4mol，则生成硝酸为4mol，混合气体总物质的量为7mol，所得溶液的体积等于气体体积，所以所得溶液的物质的量浓度为：$\frac{4mol}{7mol×22.4L/mol}$mol/L=$\frac{1}{39.2}$mol/L，
由于是NO、NO₂、O₂三种物质的混合物，则所得溶液浓度应介于$\frac{1}{39.2}$mol/L～$\frac{1}{28}$mol/L者之间，
故选C．

点评 本题考查有关NO₂、NO和O₂混合气体溶于水的计算，解决这类问题注意利用端值法结合反应的化学方程式计算，侧重考查学生分析解决问题的能力，题目难度中等．