Question

混合气体的计算

8.在体积相同的两个密闭容器中分别充满NO、NO2，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( )
A．两种气体的压强相等 B．两种气体的氮原子数目不相等
C．两种气体的分子数目相等 D．NO比NO2的质量小
麻烦详细一点 谢谢

Answer 1

B
这种题目要先从PV=nRT开始，n=m/M，ρ=m/V,所以公式可以化为pM=ρRT,因为密度和温度相等，所以压强和相对分子量成反比，即p(NO2)/p(NO)=M(NO)/M(NO2)=30/46,压强不相等，故A错误；两容器体积相等，气体密度想等，两种气体质量相等，故D错误；所以氮原子数比和相对分子量成反比，即n(NO):n(NO2)=M(NO2):M(NO)=46:30,即为氮原子数目之比，两者不相等，故C错误，B正确；

Answer 2

(1)CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
(2)2H2+O2=2H2O
(3)4NO+3O2+2H2O=4HNO3

首先要分析一下过程，通入足量的过氧化钠后，混合气中的CO2会和过氧化钠反应，生成氧气，然后电火花引燃使氧气与氢气反应生成水，然后NO与水和氧气继续以反应(3)反应生成硝酸，硝酸再溶解于由氧气和氢气电火花引燃后生成的水中，从而得到70%的硝酸溶液。

因此，第一步要考虑，三种气体可以反应生成硝酸分子的物质的量，其实简单的方法可以把这三个方程式相加，消去中间产物：
先把反应(2)和反应(3)的方程式相加，消去中间产物H2O，得到(2)(3)的总方程式：
4NO+2H2+4O2=4HNO3
然后再把这个方程与反应(1)相加，消去中间产物，得到这三个反应式的总反应方程式：
4NO+2H2+8CO2+8Na2O2=4HNO3+8Na2CO3
由此可看出，若使三种气体完全生成硝酸的物质的量之比为：NO:H2:CO2=4:2:8=2:1:4。
（生成2mol硝酸会消耗2mol的NO，1mol的H2和4mol的CO2，这些数据后面会用到）

下一步，由于题中条件给出，硝酸溶液的浓度为70%，则可知H2与O2电火花所生成的水中有剩余，根据2mol硝酸的质量为126g，算出70%硝酸溶液中水的质量为54g，换算成物质的量为3mol。
然后利用方程式(1)与(2)相加：
CO2+H2+Na2O2=Na2CO3+H2O
可知道生成3mol水消耗的CO2和H2均为3mol，因此再加上上面括号里所说的数值（2mol的NO，1mol的H2和4mol的CO2），则可算出共消耗了2mol的NO，4mol的H2和7mol的CO2。
因此混合气体中各气体的体积比为NO:H2:CO2=2:4:7