氮的氧化物与氧气和水反应的计算(教师用书独具)-2024-2025学年高中化学必修二教学课件

微专题氮的氧化物与氧气和水反应的计算(教师用书独具)一、相关反应原理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、常见的类型1.NO2气体(或NO2与NO、N2等气体)溶于水NO2或NO2与NO、N2等气体的混合气体溶于水时仅涉及反应①，可利用气体体积变化差值进行计算：2.NO2和O2的混合气体：NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③：x＝

0<x<x＝x>反应情况O2过量，剩余气体为O2恰好完全反应，无气体剩余NO2过量，又发生反应①，只剩余NO3.NO和O2的混合气体：NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④：x＝0<x<x＝x>反应情况O2过量，剩余O2恰好完全反应，无气体剩余NO过量，剩余NO4.NO、NO2和O2通入水中的计算(1)可先求出NO2和H2O反应生成的NO的体积，然后按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行分析计算。(2)也可认为NO与O2先反应生成NO2，NO2再与水反应。若O2过量，则按4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行分析计算；若转化后无O2剩余，则按关系式法计算。(3)有关NO、NO2、O2混合气体与H2O反应后剩余气体的问题，因NO2与H2O反应，NO与O2反应，所以剩余的气体只可能为NO或O2中的一种，绝对不会剩余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”从组成上均相当于“N2O5”的组成，也就是N、O的原子个数比符合2∶5时，氮的氧化物和氧气均无剩余，这两种情况均可利用混合气体中N、O的原子个数比来分析：2.电子守恒法对于“NO＋NO2＋O2＋H2O”型，当反应后，无气体剩余，则N均被氧化为＋5价(存在于HNO3中)，O被还原为－2价(存在于HNO3中)，得失电子情况如下：NO2－e－→HNO3，NO－3e－→HNO3，O2＋4e－→HNO3。根据得失电子守恒知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)。因实际应用中，气体量通常用体积表示，由阿伏加德罗定律推论知，同温同压下气体体积比等于气体物质的量比。故又有V(NO2)＋3V(NO)＝4V(O2)。上述公式具有广泛的适用性，若体系中没有NO，则V(NO)＝0，由此有V(NO2)＝4V(O2)；当体积中没有NO2时，则有3V(NO)＝4V(O2)。若将有关物质的已知量代入上述公式后能使等式成立，则气体恰好反应完全；若不能使等式成立，则数值较大的一侧对应的物质过量。应注意的是，无论何种体系，最终剩余的气体不可能是NO2。1.有一充有20mLNO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为(气体体积均在相同状况下测得)A.2∶3 B.3∶2 C.1∶4 D.4∶1√跟踪训练123456解析

二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反应，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中二氧化氮的体积为V，则：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO气体体积减少3

1

2V

20mL－12mL＝8mL1234562.在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为12345√61234563.(2019·长沙高一检测)一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的12345√解析由于NO和O2等体积，则一定条件下二者等物质的量，当二者溶于水时，发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34mol3mol设初始时NO和O2的物质的量均为4mol，则4molNO反应掉3molO2，还剩余1molO2，则剩余O2为原气体总体积的

。64.有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是A.1∶1∶2 B.4∶3∶2C.4∶16∶13 D.4∶3∶412345√612345同理可得出C项符合题意，D项不符合题意。65.将充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为A.3(m－n)mL B.(m＋n)mLC.(m－n)mL D.mL12345√61234566.将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管(试管容积为VL)倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积变为aL。请回答下列问题：(1)该混合气体倒立于水中发生反应的化学方程式是_________________________。12345＋NO3NO2＋H2O===2HNO31∶3(3)结合第(2)小题，向aL气体中通入