Question

9．同温同压下，将四个容积相同的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH₃、②NO₂、③混有空气的NH₃、④混有空气的NO₂进行喷泉实验．最后烧瓶内溶液的物质的量浓度（假设烧瓶内溶液不扩散）大小关系是（　　）

• A． ①＞②＞③＞④
• B． ①=②=③=④
• C． ①=②=③＞④
• D． ④＞①=②=③

Answer 1

分析 气体的体积相等，相同条件下气体的物质的量相等，令气体的物质的量为3mol，则烧瓶的容积为3×22.4L．再判断烧瓶中溶液的体积、溶质的物质的量，再根据物质的量浓度公式判断浓度比．
①纯净的氨气，完全溶于水，溶液的体积等于烧瓶容积；
②纯净的NO₂气体，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成硝酸2mol，1molNO，所以溶液体积等于烧瓶容积的$\frac{2}{3}$；
③混有空气的NH₃氨气，完全溶于水；
④混有少量O₂的NO₂气体，把NO₂分成两部分：
第一部分：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，由于O₂很少，故还有：第二部分：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
这样第一部分反应中，5份的气体（4NO₂+O₂）生成4份HNO₃，这部分得到的浓度小了，故比只有NO₂气体浓度小．

解答 解：①纯净的氨气，完全溶于水，溶液的体积等于烧瓶容积，所以溶液浓度为$\frac{3mol}{3mol×22.4L/mol}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
②纯净的NO₂气体，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成硝酸2mol，1molNO，所以溶液体积等于烧瓶容积的$\frac{2}{3}$，所以溶液的物质的量浓度为$\frac{2mol}{2×22.4L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
③设氨气的物质的量为nmol，溶液体积等于烧瓶容积的n×22.4=22.4n，所以溶液物质的量浓度为$\frac{n}{22.4n}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L；
④混有少量O₂的NO₂气体，把NO₂分成两部分：第一部分：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，由于O₂很少，故还有：第二部分：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．这样第一部分反应中，5份的气体（4NO₂+O₂）生成4份HNO₃，这部分溶液体积等于二氧化氮与氧气的体积，故这部分的浓度为$\frac{4mol}{5×22.4L}$=$\frac{1}{28}$mol/L，第二部分浓度为=$\frac{1}{22.4}$mol/L．所以比只有NO₂气体形成的溶液浓度小．
故溶液浓度①=②=③＞④．
故选：C．

点评 考查物质的量浓度计算，浓度中等，注意④中把整体分为两部分考虑．关键是判断溶液体积与气体的体积关系．