Question

20．把盛有48mLNO和NO₂的混合气体倒立于水中（保持同温同压），液面稳定后，容器内气体体积变为24mL，则：
（1）原混合气体中，NO是12mL，NO₂是36mL．
（2）若在剩余的24mL气体中通入6mLO₂，液面稳定后，容器内剩余气体是NO，体积为16mL．
（3）若在剩余的24mL气体中通入24mLO₂，液面稳定后，容器内剩余气体是O₂，体积为6mL．
（4）若在剩余的24mL气体中通入15或22mLO₂，充分反应后，容器内剩余4mL气体．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和水能反应，一氧化氮和水不反应，根据差量法计算二氧化氮的体积，从而得出一氧化氮的体积；
（2）根据一氧化氮、氧气和水反应方程式进行计算；
（3）由关系式4NO～3O₂计算出24 mLNO消耗O₂的体积，从而可得出剩余氧气体积；
（4）分情况讨论，剩余气体可能是一氧化氮也可能是氧气，根据一氧化氮和氧气之间的关系式计算．

解答 解：（1）一氧化氮和水不反应，二氧化氮和水能反应，反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
设二氧化氮的体积为x，
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO 气体体积减少
  3                                            2 
x                               （48-24）mL=24mL
x=$\frac{24mL×3}{2}$=36mL，
则一氧化氮体积=（48-36）mL=12mL，
NO体积是 12mL，二氧化氮体积是NO₂ 36 mL，
故答案为：12；36；
（2）剩余气体是一氧化氮，一氧化氮、氧气和水之间的反应式为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，
根据方程式知，一氧化氮和氧气反应的关系是4：3，则有24mL一氧化氮反应时需要18mL氧气，实际上有6mL氧气，所以一氧化氮有剩余，剩余的一氧化氮体积=24mL-$\frac{6mL}{3}$×4=16mL，
故答案为：NO；16；
（3）由4NO～3O₂知，24 mLNO消耗O₂的体积为：$\frac{3}{4}$×24mL=18mL，所以反应后容器内剩余O₂为：24 mL-18 mL=6 mL，
故答案为：O₂；6；
（4）剩余4mL无色气体是氧气时，根据4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃知，则通入的氧气体积=$\frac{24mL}{4}$+4mL=22mL，
当剩余4mL无色气体是一氧化氮时，根据方程式知，通入的氧气体积=$\frac{（24-4）mL}{4}$=15mL，
故答案为：15；22．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确二氧化氮、一氧化氮的性质为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．