Question

一支容积为24ml的大试管里,充满N2、NO2、O2的混合气体.把试管倒置于水中, 轻轻振荡,水进

一支容积为24ml的大试管里,充满N2、NO2、O2的混合气体.把试管倒置于水中,
轻轻振荡,水进入试管后,试管内还含有10ml气体再充入3.5ml氧气,再轻轻振荡试管,水又进入试管,最终试管内还有10ml气体.求试管中原混合气体的组成

Answer 1

计算所依据的主要反应化学方程式:
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3-----------(1)
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO------------(2)
(1)第一次剩下的气体是N2和NO.
依据是再充入3.5mL的氧气后,最终管内还有10mL气体.
根据上面的两个反应,
如果原气体中的NO2与O2刚好按反应(1)进行,那么剩余气体只有N2,再充入气体的话,最终管内应该是13.5mL(但实际只有10mL,因此这个假设否决)
所以真正的过程是,NO2与O2按反应(1)反应后,NO2有剩余,剩余的NO2发生反应(2),又生成NO,所以剩余气体是N2与NO
(2)第二次的过程相当如下过程:10ML的N2与NO混合气体,充入3.5MLO2后,通入水中,剩余气体是10ML.依据反应:
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 ----(3)
就是说,参加反应(3)的NO与O2的气体和是3.5体积,那么就是说其中NO(占4/7)2体积,O2是1.5体积(充入的O2是3.5体积,因此O2还有2体积剩余)
因此剩余的气体是N2与O2
(3)第二次剩下的气体是N2与O2,体积分别是:N2八体积,O2两体积.

Answer 2

原来N2有8ML
O2有2.8ML
NO2有13.2ML
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3-----------(1) NO2：O2=4：1
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO------------(2) NO2：NO=1：1
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 ----------(3) NO:O2=4：3
试管内还含有10ml气体再充入3.5ml氧气,最终试管内还有10ml气体.证明第一次反应后还有NO，没有NO2跟O2，第二次反应是反应（3）NO：O2=4:3，耗去O23.5/7*3=1.5ML，剩余的是N2跟O2（3.5-1.5=2ML），所以N2是8ML；同时，第一次反应剩余气体NO=10-8=2ML。第一次参加反应的NO2跟O2有16ML（24-8=16），其中O2全部参加反应（1），NO2多余部分发生反应（2）。由于反应（2）的NO2：NO是1：1，所以NO2多余2ML，因此参加反应（1）的NO2、O2混合气就是14ML，其中O2有14/5=2.8ML，NO2有14-2.8=11.2，原混合气NO211.2+2=13.2ML