题目内容

17．把标准状况下总体积为10L的NO2、NH3、N2组成的混合气体通过足量的硝酸溶液，结果比溶液的质量增加了12.5g，原气体体积缩小为3.28L，求此混合气体中各成分分别是多少升？

分析 稀硝酸质量增加的部分为氨气和部分二氧化氮，设出氨气和二氧化氮的物质的量，根据质量关系列出方程式①；最终气体为氮气和NO，利用体积关系列出方程式②，然后联立①②即可得出氨气和二氧化氮的物质的量，再根据V=nVm计算出氨气和二氧化氮的体积，最后得出氮气的体积．

解答 解：稀硝酸吸收氨气和NO2，同时放出NO气体，
设NH3为xmol，NO2为y mol，则生成$\frac{y}{3}$molNO，
则溶液增加的质量为：①17x+46y-30×$\frac{y}{3}$=12.5g，
根据氮气的体积可知：②10-22.4（x+y）=3.28-22.4×$\frac{y}{3}$，
联立①②解得：x=0.1 mol、y=0.3 mol，
所以混合体中NO2体积为：22.4L/mol×0.3mol=6.72L，NH3体积为：22.4L/mol×0.1mol=2.24L，N2体积为：10L-6.72L-2.24L=1.04L，
答：混合气体中NO2为6.72L、NH3为2.24L、N2为1.04L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用，试题充分考查学生的分析能力及化学计算能力．

练习册系列答案
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1．下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，11.2 L二氧化硫中所含的氧原子数等于NA
B．标准状况下，80 g SO3中含3NA个氧原子，体积约为22.4 L
C．标准状况下，足量Zn与一定量的浓硫酸反应，产生22.4 L气体时，转移的电子数一定为2NA
D．对于气态物质，体积的大小主要是由分子间距离决定的
8．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂．实验室中以粗铜（含杂质Fe）为原料，一种制备铜的氯化物的流程如图1．
按要求回答下列问题：
（1）操作①的名称是过滤，检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是KSCN溶液或苯酚．
（2）上述流程中，所得固体K需要加稀盐酸溶解，其理由是抑制氯化铜、氯化铁水解；
溶液1可加试剂X用于调节pH，以除去杂质，试剂 X和固体J分别是（填序号）c．
a．NaOH   Fe（OH）3b．NH3•H2O  Fe（OH）2c．CuO    Fe（OH）3  d．CuSO4     Cu（OH）2
（3）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀．写出制备CuCl的离子方程式：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-；．
（4）如图2所示将氯气从a通入与粗铜反应（铁架台、铁夹、酒精灯省略），①反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是产生大量棕黄色烟．
②反应后，盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用钢铁（含Fe、C）制品盛装该溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效．该电化学腐蚀过程中的正极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-．
5．下面是对四个实验绘制的图形，其中实验结果与图形对应准确的是（　　）
A．图①是pH=13的NaOH溶液中加水稀释
B．图②是用适量的KClO3和MnO2混合物加热制O2
C．图③是向一定量的稀盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴入碳酸钠溶液至过量
D．图④向一定质量的稀盐酸中加入铁粉至过量
12．甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用．工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：
（Ⅰ）CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H1=+247.3kJ•mol-1
（Ⅱ）2CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2=-90.1kJ•mol-1
（Ⅲ）2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）△H3=-566.0kJ•mol-1
（1）用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为2CH4（g）+O2（g）?2CH3OH（g）△H=-251.6kJ•mol-1．
（2）某温度下，向4L恒容密闭容器中通人6mol C02和6mol CH4，发生反应（i），平衡体系中各组分的体积分数均为$\frac{1}{4}$，则此温度下该反应的平衡常数K=1，CH4的转化率为33.3%．
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：此空删去CH3OH（g）+CO（g）?HCOOCH3（g）△H2=-29.1kJ•mol-1，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如图1、图2：
①反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4.0×106Pa （填“3.5×106 Pa““4．O×106 Pa“或“5.0×106 Pa”）．
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是高于80℃时，温度对反应速率影响较小，且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低．
（4）直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC的工作原理如图3所示：
①通入a气体的电极是电池的（填“正”或“负”）极，其电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
②常温下，用此电池以惰性电极电解O．5L饱和食盐水（足量），若两极共生成气体1.12L（已折算为标准状况下的体积），则电解后溶液的pH为13（忽略溶液的体积变化）．
2．X～R是元素周期表中的短周期元素，其相应信息如表：
元素XYZWR
相
关
信
息		能形成+7价的化合物日常生活中常见的金属，熔化时并不滴落，好像有一层膜兜着通常状况下能形成短周期中最稳定的双原子分子，它是空气的主要成分之一焰色反应为黄色位于第ⅣA族，是形成化合物种类最多的元素
请用化元素学用语回答下列问题：
（1）X在周期表中的位置是第三周期ⅦA族
（2）元素W的离子结构示意图为
（3）元素R的最高价氧化物的电子式为
（4）X的氢化物和Z的氢化物反应形成化合物A，A中含有的化学键类型有离子键、共价键；将A溶于水，其水溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）
（5）含Y的某化合物可用作净水剂，该物质的水溶液呈酸性，其原因是（用离子方程式表示）Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+
（6）W2O2常用作舰艇、航天器的供氧剂，写出体现其反应原理的化学方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．
9．已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大．X元素的原子形成的阳离子就是一个质子，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍．
（1）请写出Z在元素周期表中的位置：第二周期第ⅤA族．
（2）一定条件下，由X单质与Z单质反应生成1mol E放出的热量为46.2kJ．写出过量的E通入到硫酸铝溶液中的离子方程式Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+．
（3）由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐，该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为NH4++HCO3-+2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+2H2O+CO32-．
（4）工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气，可观察到大量白烟，同时有Z的单质生成，写出反应的化学方程式：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2．该反应中被氧化的E与参与反应的E的质量之比为1：4．
6．常温下，一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物10.4g，其密度是相同条件下氢气密度的13倍，当混合气体通过足量溴水时，溴水增重5.6g，则气态烷烃是（　　）
A．甲烷B．乙烷C．丙烷D．丁烷
7．用化学平衡理论研究2NO2?N2O4的反应体系，对硝酸的工业生产有现实意义．图a和图b分别表示不同条件下在密闭容器中该反应体系的化学平衡情况．回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，在密闭容器中，当其他条件不变的情况下，向已平衡的反应体系中充入N2O4，K不变（填“变大”、“变小”或“不变”），平衡向逆反应方向移动；
（2）图a表示恒温条件下体系中c（NO2）的变化情况．由A1→A2，c（NO2）变化的原因是容器体积减小，浓度增大；由A2→A3，c（NO2）变化的原因是平衡向右移动，浓度减小；
（3）图b表示在恒压条件下，平衡体系中N2O4的质量分数随温度的变化情况（实线上的任意一点为对应温度下的平衡状态）．
①A、B、C、D、E各对应状态中，v（正）＞v（逆）的是E；
②维持t1不变，E→A所需时间为x，维持t2不变，D→C所需时间为y，则x＞y（“＜”、“＞”或“=”）．

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