专题7 微专题—氮氧化物与氧气和水反应的计算-讲义（知识梳理+训练）【新教材】2020-2021学年高一化学（苏教版（2019）必修二）
文档属性
| 名称 | 专题7 微专题—氮氧化物与氧气和水反应的计算-讲义（知识梳理+训练）【新教材】2020-2021学年高一化学（苏教版（2019）必修二） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 277.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-11 09:50:58 | ||
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文档简介
专题七 微专题——氮氧化物与氧气和水反应的计算学案及训练
知识梳理
一、循环反应叠加法
1．反应原理
①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②2NO＋O2===2NO2
由方程式①×2＋②得：
③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
由方程式①×2＋②×3得：
④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
2．计算类型
二、电子守恒法
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若NO2或NO与O2混合，O得到电子，N失去电子，且得失电子数相等，这是利用得失电子守恒法解答此类题目的依据。
强化训练
1．将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3
答案 C
解析 据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
则V(剩)＝V(N2)＋V(NO2)
设N2有x mL，则NO2为(20－x) mL
有V(剩)＝10 mL＝x mL＋(20－x) mL
解得x＝5，即V(N2)＝5 mL
V(NO2)＝15 mL，所以V(N2)∶V(NO2)＝1∶3。
2．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.04 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
答案 A
解析 设试管的体积为V L，
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，
n(HNO3)＝× mol，V(HNO3)＝V L，
c(HNO3)＝＝ mol·L－1
≈0.04 mol·L－1。
3．(2019·江苏南京外国语学校高一检测)在一定条件下，将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能为( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 D
解析 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12 mL－
2 mL)＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出消耗的NO2的体积为6 mL，则V(O2)＝×(12 mL－6 mL)＝1.2 mL。
4.(2019·河北张家口高一期中)按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内液面上升至充满整个试管
答案 B
解析 试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL氧气，依据反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，知NO过量，反应后剩余NO的体积为12 mL－8 mL×＝ mL，即试管内气体为无色的NO。
5.如图所示，在水槽B中装有500 mL水，容积为a mL的试管A中充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入水槽B中。充分反应后，试管A中剩余0.5a mL气体。
(1)将试管A倒插入B槽中发生反应的化学方程式为____________________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是________________________________________________________________________。
(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出，水槽B中溶液的物质的量浓度为________mol·L－1(设溶液的体积仍为500 mL)。
答案 (1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1∶2 3∶1
(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满，再继续通入氧气，试管中液面下降，最后充满无色气体
(3)
解析 (1)试管A倒插入水槽B中后，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量之比为1∶2。根据题意有n(NO2)＋n(NO)＝[n(NO2)＋n(NO)]，n(NO2)∶n(NO)＝3∶1。
(2)试管A中剩余的0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。现象：无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，再继续通入氧气，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。
(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)＝n(气体)＝×10－3 mol，c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
知识梳理
一、循环反应叠加法
1．反应原理
①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②2NO＋O2===2NO2
由方程式①×2＋②得：
③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
由方程式①×2＋②×3得：
④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
2．计算类型
二、电子守恒法
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若NO2或NO与O2混合，O得到电子，N失去电子，且得失电子数相等，这是利用得失电子守恒法解答此类题目的依据。
强化训练
1．将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3
答案 C
解析 据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
则V(剩)＝V(N2)＋V(NO2)
设N2有x mL，则NO2为(20－x) mL
有V(剩)＝10 mL＝x mL＋(20－x) mL
解得x＝5，即V(N2)＝5 mL
V(NO2)＝15 mL，所以V(N2)∶V(NO2)＝1∶3。
2．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.04 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
答案 A
解析 设试管的体积为V L，
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，
n(HNO3)＝× mol，V(HNO3)＝V L，
c(HNO3)＝＝ mol·L－1
≈0.04 mol·L－1。
3．(2019·江苏南京外国语学校高一检测)在一定条件下，将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能为( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 D
解析 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12 mL－
2 mL)＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出消耗的NO2的体积为6 mL，则V(O2)＝×(12 mL－6 mL)＝1.2 mL。
4.(2019·河北张家口高一期中)按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内液面上升至充满整个试管
答案 B
解析 试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL氧气，依据反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，知NO过量，反应后剩余NO的体积为12 mL－8 mL×＝ mL，即试管内气体为无色的NO。
5.如图所示，在水槽B中装有500 mL水，容积为a mL的试管A中充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入水槽B中。充分反应后，试管A中剩余0.5a mL气体。
(1)将试管A倒插入B槽中发生反应的化学方程式为____________________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是________________________________________________________________________。
(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出，水槽B中溶液的物质的量浓度为________mol·L－1(设溶液的体积仍为500 mL)。
答案 (1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1∶2 3∶1
(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满，再继续通入氧气，试管中液面下降，最后充满无色气体
(3)
解析 (1)试管A倒插入水槽B中后，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量之比为1∶2。根据题意有n(NO2)＋n(NO)＝[n(NO2)＋n(NO)]，n(NO2)∶n(NO)＝3∶1。
(2)试管A中剩余的0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。现象：无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，再继续通入氧气，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。
(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)＝n(气体)＝×10－3 mol，c(HNO3)＝＝ mol·L－1。