Question

0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO,NO2,N2O4)。。。

0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO,NO2,N2O4)混合气体共0.05mol,该混合气体的平均相对分子量可能是（ ）A，30 B，46 C，50 D66 选哪个？为什么？

Answer 1

用得失电子守恒法。
n(总的失去的电子)=0.03*（2-0）=0.06（mol）
再用极值法。
若气体全部为：
a) NO：n(总的得到的电子)=0.05*（5-2）=0.15（mol）> 0.06（mol）
b) NO2：n(总的得到的电子)=0.05*（5-4）=0.05（mol）< 0.06（mol）
c) N2O4：n(总的得到的电子)=0.05*（5-4）*2=0.10（mol）> 0.06（mol）
则总结得，混合气体中必有NO2。
再用假设法。
假设混合气体只存在：
a) NO，NO2：用十字交叉法可得：
NO 0.15 -- 0.06 -- 0.01 (中间的数减去左下角的数)... 1
NO2 0.05 -- 0.06 -- 0.09 (左上角的数减去中间的数)... 9
因此,M(平均)1=M(平均)min=44.4(g/mol)
b) NO2,N2O4: 用十字交叉法可得：
NO2 0.05 -- 0.06 -- 0.04 (中间的数减去左下角的数)... 4
N2O4 0.10 -- 0.06 -- 0.01 (左上角的数减去中间的数)... 1
因此,M(平均)2=M(平均)max=55.2(g/mol)
综上所述,答案为C

Answer 2

设与硝酸反应分别产生no,no2,n2o4的铜的摩尔数分别为x,y,z。则有x+y+z=0.03，这是方程式1。则产生的no,no2,n2o4的摩尔数分别为0.667(即三分之二)x,2y,z（这是根据化学反应式得到的），则有0.667x+2y+z=0.05，这是方程式2。最后根据平均相对分子质量的备选答案，有30×0.667x+46×2y+92×z=备选的平均相对分子质量×0.05，这是方程式3。将备选答案b,c,d分别代入方程式3，（a显然不对，不用算了）联立解方程组，有合理解的即为正确答案。太复杂了，我不算了。

Answer 3

由电子守恒，极限法考虑只生成单一气体分别有如下关系：
3Cu~2NO
Cu~2NO2
Cu~N2O4
则0.03mol铜最多产生NO气体 0.04mol，
0.03mol铜最多产生NO2气体 0.06mol，
0.03mol铜最多产生N2O4气体 0.03mol，
实际混合气体是0.05mol，所以必有NO2。
再由极限法考虑：
当气体是NO与NO2时混合气体平均式量取得最小值，可计算出为44.4（NO为0.005mol，NO2为0.045mol）。
当气体是N2O4与NO2时混合气体平均式量取得最大值，可计算出为55.2（N2O4为0.01mol，NO2为0.04mol）。
所以答案是B，C。
此题系2002年上海市高考理综第22题。

Answer 4

请问谭老师 既然范围在44.4 到 55.2之间 那为什么不能选择B呢？