氮的氧化物與氧氣和水反應的計算(教師用書獨具)-2024-2025學年高中化學必修二教學課件

微專題氮的氧化物與氧氣和水反應的計算(教師用書獨具)一、相關(guān)反應原理3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

①2NO＋O2===2NO2

②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

④二、常見的類型1.NO2氣體(或NO2與NO、N2等氣體)溶于水NO2或NO2與NO、N2等氣體的混合氣體溶于水時僅涉及反應①，可利用氣體體積變化差值進行計算：2.NO2和O2的混合氣體：NO2和O2的混合氣體溶于水時涉及反應③：x＝

0<x<x＝x>反應情況O2過量，剩余氣體為O2恰好完全反應，無氣體剩余NO2過量，又發(fā)生反應①，只剩余NO3.NO和O2的混合氣體：NO、O2的混合氣體溶于水時涉及反應④：x＝0<x<x＝x>反應情況O2過量，剩余O2恰好完全反應，無氣體剩余NO過量，剩余NO4.NO、NO2和O2通入水中的計算(1)可先求出NO2和H2O反應生成的NO的體積，然后按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3進行分析計算。(2)也可認為NO與O2先反應生成NO2，NO2再與水反應。若O2過量，則按4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3進行分析計算；若轉(zhuǎn)化后無O2剩余，則按關(guān)系式法計算。(3)有關(guān)NO、NO2、O2混合氣體與H2O反應后剩余氣體的問題，因NO2與H2O反應，NO與O2反應，所以剩余的氣體只可能為NO或O2中的一種，絕對不會剩余NO2。三、守恒方法求解1.原子守恒法方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3和4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3中的“4NO2＋O2”和“4NO＋3O2”從組成上均相當于“N2O5”的組成，也就是N、O的原子個數(shù)比符合2∶5時，氮的氧化物和氧氣均無剩余，這兩種情況均可利用混合氣體中N、O的原子個數(shù)比來分析：2.電子守恒法對于“NO＋NO2＋O2＋H2O”型，當反應后，無氣體剩余，則N均被氧化為＋5價(存在于HNO3中)，O被還原為－2價(存在于HNO3中)，得失電子情況如下：NO2－e－→HNO3，NO－3e－→HNO3，O2＋4e－→HNO3。根據(jù)得失電子守恒知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)。因?qū)嶋H應用中，氣體量通常用體積表示，由阿伏加德羅定律推論知，同溫同壓下氣體體積比等于氣體物質(zhì)的量比。故又有V(NO2)＋3V(NO)＝4V(O2)。上述公式具有廣泛的適用性，若體系中沒有NO，則V(NO)＝0，由此有V(NO2)＝4V(O2)；當體積中沒有NO2時，則有3V(NO)＝4V(O2)。若將有關(guān)物質(zhì)的已知量代入上述公式后能使等式成立，則氣體恰好反應完全；若不能使等式成立，則數(shù)值較大的一側(cè)對應的物質(zhì)過量。應注意的是，無論何種體系，最終剩余的氣體不可能是NO2。1.有一充有20mLNO和NO2混合氣體的試管，倒置于盛有水的水槽中，充分反應后，仍有12mL無色氣體，則原混合氣體中NO和NO2體積比為(氣體體積均在相同狀況下測得)A.2∶3 B.3∶2 C.1∶4 D.4∶1√跟蹤訓練123456解析

二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反應，所以，剩余的氣體為一氧化氮，設(shè)混合氣體中二氧化氮的體積為V，則：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO氣體體積減少3

1

2V

20mL－12mL＝8mL1234562.在標準狀況下，將O2和NO2按1∶4的體積比充滿干燥燒瓶，把燒瓶倒置于水中，瓶內(nèi)液體逐漸上升，假設(shè)燒瓶內(nèi)溶液不擴散，最終燒瓶內(nèi)溶液里溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為12345√61234563.(2019·長沙高一檢測)一定條件下，將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于水槽中，充分反應后剩余氣體的體積為原總體積的12345√解析由于NO和O2等體積，則一定條件下二者等物質(zhì)的量，當二者溶于水時，發(fā)生反應4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34mol3mol設(shè)初始時NO和O2的物質(zhì)的量均為4mol，則4molNO反應掉3molO2，還剩余1molO2，則剩余O2為原氣體總體積的

。64.有一倒置于水槽且裝滿水的容器，向其中依次通入一定體積的NO2、NO和O2，充分反應后，若容器中仍充滿溶液，則通入的NO2、NO和O2的體積比可能是A.1∶1∶2 B.4∶3∶2C.4∶16∶13 D.4∶3∶412345√612345同理可得出C項符合題意，D項不符合題意。65.將充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2，若m<n，則充分反應后，量筒內(nèi)剩余的氣體體積為A.3(m－n)mL B.(m＋n)mLC.(m－n)mL D.mL12345√61234566.將盛有氮氣和二氧化氮混合氣體的試管(試管容積為VL)倒立于水中，經(jīng)過足夠長的時間后，試管內(nèi)氣體的體積變?yōu)閍L。請回答下列問題：(1)該混合氣體倒立于水中發(fā)生反應的化學方程式是_________________________。12345＋NO3NO2＋H2O===2HNO31∶3(3)結(jié)合第(2)小題，向aL氣體中通入