溶于水的氮是什麼?對有關氮的氧化物溶于水的計算,同學們在學習中往往感到困難其原因是這一溶解過程是通過循環往複的變化才達到平衡的但仔細分析可知:這些過程所涉及的化學反應不外乎就是下面兩個:3NO2+H2O=2HNO3 NO…..①,我來為大家講解一下關于溶于水的氮是什麼?跟着小編一起來看一看吧!
對有關氮的氧化物溶于水的計算,同學們在學習中往往感到困難。其原因是這一溶解過程是通過循環往複的變化才達到平衡的。但仔細分析可知:這些過程所涉及的化學反應不外乎就是下面兩個:3NO2+H2O=2HNO3 NO…..①
2NO+O2=2NO2…………②
所以,解答這類習題的關鍵就在對這兩個方程的處理上。解答時可以采用消中間量法,将其中與前後反應相關的中間量消去,得到一總的反應式即可簡便地解題。為此,本文就談談利用總反應式解答這類習題的方法。
一、總反應式的推導
按照混和氣體的種類可以分兩大類。一類是互不反應的兩種氣體混和溶于水,如N2和NO2、NO和NO2等,由于它們之間并不發生反應,因此,解這類習題時是比較簡單的,不需對方程式進行合并,故本文不打算再贅述。另一類是相互要發生反應,如NO和O2;NO2和O2;NO、NO2和O2的混和氣等,其情況就比較複雜,下面着重讨論如下:
1.NO和O2混和溶于水
此時可将前述①式×2,②式×3,将NO2從反應體系中消掉,即得總反應式:
3NO2 H2O=2HNO3 NO ×2
+) 2NO+O2=2NO2 ×3
————————————————
4NO 3O2 2H2O=4HNO3 ③
2.NO2和O2混和溶于水
此時,NO2與水反應生成的NO是反應的中間産物,照第1種辦法處理,将①式x2與②式合并即得總反應式:
4NO2 O2 2H2O=4HNO3..④
3.NO、NO2和O2混和溶于水
這時的情況就更複雜,一般可将①、②兩式相加即得總反應式: NO NO2 O2 H2O=2HNO3….⑤
運用上述五個反應式,即可方便地進行有關氮的氧化物的計算習題的解答。
二、總反應式的應用
1.判斷反應體系中氣體間量的關系
(1)由③式可知:
①當 VNO∶VO2= 4∶3 時,兩種氣體恰好完全反應,此時體系中沒有氣體剩餘。
②當 VNO∶VO2< 4∶3 時,O2過量,剩餘為氣體O2。
③當 VNO∶VO2> 4∶3 時,NO過量,剩餘氣體為NO。
(2)由④式可知:
①當VNO2∶VO2= 4∶1時,二者恰好完全反應,體系中沒有氣體剩餘。
②當VNO2∶VO2< 4∶1時,O2過量,剩餘氣體為O2。
③當VNO2∶VO2> 4∶1時,NO2過量,剩餘氣體為NO2與水反應生成的NO,其體積為剩餘NO2體積的1/3。
(3)由③式知:
①當VNO∶VNO2∶VO2<1∶1∶1時,反應無氣體剩餘。
②當VNO∶VNO2∶VO2≠1∶1∶1時,則需根據具體情況判斷。一般氧氣不足時,剩餘氣體為NO。
2.利用總反應式巧解習題。
例1 在一定條件下,将等體積的NO和O2的混和氣體充滿一大試管,并将試管倒扣在水中,分反應後剩餘何種氣體,其體積。
解:設NO和O2的體積分别為V毫升,參加反應的O2體積為X毫升,由③式
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 ……….3
V ……….V
∵VNO ∶VO2 <4∶3
∴O2過量
則參加反應的O2為:
x=3V/4 (毫升)
∴剩餘O2的體積為:
V-3V/4=V/4 (毫升)
例2将裝滿24毫升氧氣和二氧化氮的試管倒扣在水中,過一段時間反應完全後,試管内還剩有5毫升氣體,求原混和氣體中NO2和O2各為多少毫升?
解:剩餘的5毫升氣體可能是O2,也可能是NO,因此,這類題常需讨論解答,其答案亦有兩個。
(1)若剩餘的5毫升氣體為O2,設體系中O2的體積為x毫升,則NO2為(24-x)毫升,參加反應的O2為(x-5)毫升。由④式得:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4 ………..1
(24-x) (x-5)
4∶(24-x)=1∶(x-5)
解得:x=8.8(毫升)
∴VNO2=24-8.8=15.2(毫升)
(2)若剩餘的5毫升氣體為NO,設生成這些NO需要y毫升NO2與水反應,則由①式得:
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3 ………………………………..1
y ………………………………..5
3∶y=1∶5
解得: y=15(毫升)
又設參加反應的O2為Z毫升,則與水反應的NO2的體積為
(24-15-Z)=(9-Z)毫升,
由④式得:
4NO2 + O2+2H2O=4HNO3
4 ………….1
(9-Z)……. Z
4∶(9-Z)=1∶Z
解得:Z=1.8(毫升)
∴VNO2=24-1.8=22.2(毫升)
例3 在相同條件下把6毫升NO2和5毫升NO混和後,充入一大試管裡,然後把試管倒置放入盛水的大水槽裡,再向空虛試管内通入5毫升O2,待反應完畢後,問有無氣體剩餘?是什麼氣體?體積是多少?
解一、直接解答。
由⑤式
NO NO2 O2+H2O=2HNO3
∵ VHNO3 ∶ VNO2 :VO2
=5∶6∶5
=1∶1.2∶1
∴ NO2氣體過量,而過量的NO2将與水反應生成NO,所以,剩餘的氣體為NO,其體積為:
1×1/3=0.3(毫升)
解二、分步解答
(1)設NO2與水反應生成x毫升NO,由①式
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3 ………………………………..1
6 ………………………………..x
3∶6=1∶x
解得:x=2(毫升)
∴體系中NO的總體積為:
5+2=7(毫升)
(2)設與O2反應的NO為y毫升,由③式
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4 ……….3
y ……….5
4∶y=3∶5
解得:y=6.67(毫升)
∴剩餘的NO體積為:
7-6.67=0.33(毫升)
由上述分析可見,對解氮的氧化物與O2混和溶于水的習題,通過巧妙合并有關反應方程式,完全可以達到快速、簡捷、準确地解答習題的目的。
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