氮的氧化物溶于水计算的内涵和外延.doc

N2O3H2OHNO2H2ONONO2O2SO2H2OCuHNO3P2O5H2ON2O5N2ON2O4氮的氧化物溶于水计算的内涵和外延氮的氧化物溶于水后有关计算是氮族元素一个重要的知识点。其内涵是：1、NO2或N2（非O2）的混和气体溶于水可依据：3NO2+H2O=2HNO3+NO利用体积差量进行计算。2、NO2和O2的混和气体溶于水时，根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知：V(NO2)V(O2)= 41,恰好完全反应,无气体剩余; 当V(NO2)V(O2)41,NO2过量,剩余气体为NO(根据3NO2+H2O=2HNO3+NO可算); 当V(NO2)V(O2)43时，剩余NO；当V(NO)V(O2) 25时，剩余NO；当n（N）n（O）25时，剩余NO2。例1将amlNO、bmlNO2和xmlO2混和于同一试管，将试管口倒插入水中，充分反应后试管内气体可全部消失，则x和a、b应满足何种关系式？分析：当且仅当n（N）n（O）=25时，恰好完全反应，试管内无气体。即：= x=下面例析氮的氧化物溶于水计算题的四个方面的外延。1、 改头换面型（用CO2和Na2O2代替O2）例2用两份CO2和NO混合气体进行以下实验并记录了有关数据如表1。表1实验混和气体/ml通过足量Na2O2后气体体积水洗后气体体积/ml1126221472根据以上数据，计算第一份和第二份混和气体的组成。分析：题中发生的反应是：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O22NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO把式相加得到总反应式：CO2+NO+Na2O2=Na2CO3+NO2第一份试样经过两步反应后留下2ml气体有两种可能：假设是剩余2mlO2，则参加4NO2+O2+2H2O=4HNO3反应的NO2和O2共4ml，其中NO2占4=3.2ml，则V（NO）原=3.2ml，V（CO2）=8.8ml；若是剩余2mlNO，则由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知，生成的NO2为6ml， 根据CO2+NO+Na2O2=Na2CO3+NO2 可知原V（NO）=6ml，那么V（CO2）=6ml。同理可得第二份试样V（NO）=4ml，V（CO2）=10ml或V（NO）=6.8ml，V（CO2）=7.2ml。2、盐类分解型（硝酸盐分解作为NO2来源）例3取一定量AgNO3固体，加热使之完全分解，用排水集气法集得气体A，向加热后的残渣中加入足量的浓硝酸，使之完全反应，生成的气体用排水法收集得气体B，并将A、B两气体均匀混和，求1mol混和气体的质量。析：设AgNO3为1mol，据题意2AgNO3=2Ag+2NO2+ O21 1 1 0.54NO2+O2+2H2O=4HNO3所以气体A为O2，O2的物质的量为：0.5-0.25=0.25molAg+2HNO3=AgNO3+NO2+H2O1 13NO2+H2O=2HNO3+NO故气体B为NO，NO的物质的量为1/3mol。A和B混和，2NO+O2=2NO2，O2过量，则剩余气体是由NO2和过量O2组成，过量的O2=1/4-1/6=1/12mol。M=（46+ 32）/（+）=43.2g即1mol该混和气体的质量为43.2g 。2、 硝酸溶解型（硝酸与金属反应作为NO、NO2来源）例4 铜与某一浓度的硝酸反应放出的混和气体100ml（忽略水蒸气），该混和气体的密度是相同状况下H2密度的26.7倍。将此气体在密闭条件下用水充分吸收后，体积还有70ml（标准状况下），求：混和气体各组分的体积。放出这些气体，被还原的硝酸的质量。析：混和气体平均相对分子质量为26.72=53.4，而NO、NO2的相对分子质量均小于53.4。所以混和气体不可能为NO或NO2或NO、NO2的混和气体，应考虑2NO2N2O4。可能的组合为NO、N2O4NO2、N2O4NO、NO2、N2O4 第一种组合，设NO为xml，N2O4为（100-x）ml，则有30+92=53.4，x=86.1ml 100-x=13.9ml3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO13.9 13.9V（NO）=86.1+13.970，舍去。第二种组合，设NO2为xml，N2O4为（100-x）ml，则有46+92=53.4x=84ml， 100-x=16ml3NO2+H2O=2HNO3+NO84 843N2O4+2H2O=4HNO3+2NO16 16V（NO）=84+1670，舍去。第三种组合：含NO2为xml，N2O4为yml，则NO为（100-x-y）ml。3NO2+H2O=2HNO3+NOx 3N2O4+2H2O=4HNO3+2NOy y方程式 +y+（100-x-y）=7046+92+30=53.4解之得 x=30ml，y=30ml则NO为40ml，故V（NO2）=V（N2O4）=30ml，V（NO）=40ml从方程式可以看出被还原的HNO3的关系式HNO3-NO2，HNO3-NO，2HNO3-N2O4，则被还原的HNO3为+2=0.0058mol，质量m=0.005863=0.37g4、综合运用型（复合反应作为O2或NO、NO2的来源）例5有两份NO2和NO的混和气体，先通过足量的饱和NaHCO3溶液，然后通过浓硫酸，再通过足量Na2O2后，实验数据见下表2（标况下测定）表2实验混和气体体积/ml通过足量Na2O2后气体体积/ml1份752份73.5试通过计算求出这两份混和气体中NO2和NO的体积比。若将上述第二份最终通过Na2O2后的混和气体，再用足量的水洗，最后剩余1ml气体，则第二份原混和气体中NO2和NO各为多少亳升？析：混和气体通过足量饱和NaHCO3溶液时，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NONaHCO3+HNO3=NaNO3+CO2+H2O整理合并得总的化学反应方程式为：3NO2+2NaHCO3=2NaNO3+2CO2+NO+H2O通过足量Na2O2层时，发生反应（H2O已被浓硫酸除去）：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O22NO+O2=2NO2整理并合并得总的化学反应方程式为：CO2+NO+Na2O2=Na2CO3+NO2由图解思路可知：NaHCO3NaHCO3Na2O2 CO2 NO2 NO2、O2NO2 NO2、NO NONO 据化学方程式：3NO2+2NaHCO3=2NaNO3+2CO2+NO+H2O可知体积不变；由CO2+NO+Na2O2=Na2CO3+NO2知体积减半。若CO2有剩余时由2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2知体积减半。由上知：当V（CO2）/V（NO）11时，体积减半，应为 此题第二份情况。当V（CO2）/V（NO）11时，体积减少量应小于一半，应为本题中第一份情况。当V（CO2）/V（NO）11时，剩余气体有两种可能，即NO2或NO2与O2。设CO2的量为aml，据题意有V（NO）总aml，则原V（NO2）=3a/2ml，它产生的NO为a/2ml，所以原混和气体中的V（NO）a/2ml，因此，原混和气体中V（NO2）/V（NO）31。当V（CO2）/V（NO）总11时，原气体中V（NO2）/V（NO）7，不合理，应舍去。（）设剩1ml气体为NO，3.5ml气体中含NO2为3+（3.5-3）4/5=3.4ml，O2为0.1ml。据反应：CO2