氮的氧化物溶于水的计算方法

对有关氮的氧化物溶于水的计算，同学们在学习中往往感到困难。其原因是这一溶解过程是通过循环往复的变化才达到平衡的。但仔细分析可知：这些过程所涉及的化学反应不外乎就是下面两个：

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO..①
2NO＋O2＝2NO2……………….②
所以，解答这类习题的关键就在对这两个方程的处理上。解答时可以采用消中间量法，将其中与前后反应相关的中间量消去，得到一总的反应式即可简便地解题。为此，本文就谈谈利用总反应式解答这类习题的方法。
一、总反应式的推导
按照混和气体的种类可以分两大类。一类是互不反应的两种气体混和溶于水，如N2和NO2、NO和NO2等，由于它们之间并不发生反应，因此，解这类习题时是比较简单的，不需对方程式进行合并，故本文不打算再赘述。另一类是相互要发生反应，如NO和O2；NO2和O2；NO、NO2和O2的混和气等，其情况就比较复杂，下面着重讨论如下：
1.NO和O2混和溶于水
此时可将前述①式×2 ， ②式×3 ，将NO2从反应体系中消掉，即得总反应式：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO...×2
＋) 2NO＋O2＝2NO2 ...............×3
——————————————
4NO＋3O2+2H2O＝4HNO3…③
2.NO2和O2混和溶于水
此时， NO2与水反应生成的NO是反应的中间产物，照第1种办法处理，将①式x2与②式合并即得总反应式：
4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3…④
3.NO、NO2和O2混和溶于水
这时的情况就更复杂，一般可将①、②两式相加即得总反应式：
NO+NO2+O2+H2O=2HNO3..⑤
运用上述五个反应式，即可方便地进行有关氮的氧化物的计算习题的解答。
二、总反应式的应用
1.判断反应体系中气体间量的关系
【氮的氧化物溶于水的计算方法】（1）由③式可知：
①当VNO∶VO2＝ 4∶3时，
两种气体恰好完全反应，此时体系中没有气体剩余。
②当VNO∶VO2＜ 4∶3时，
O2过量，剩余为气体O2 。
③当VNO∶VO2＞ 4∶3时，
NO过量，剩余气体为NO 。
（2）由④式可知：
①当VNO2∶VO2＝ 4∶1时，
二者恰好完全反应，体系中没有气体剩余。
②当VNO2∶VO2＜ 4∶1时，
O2过量，剩余气体为O2 。
③当VNO2∶VO2＞ 4∶1时，
NO2过量，剩余气体为NO2与水反应生成的NO ，其体积为剩余NO2体积的1/3 。
（3）由③式知：
①当VNO∶VNO2∶VO2＜1∶1∶1时，反应无气体剩余。
②当VNO∶VNO2∶VO2≠1∶1∶1时，则需根据具体情况判断。一般氧气不足时，剩余气体为NO 。
2.利用总反应式巧解习题。
例1 在一定条件下，将等体积的NO和O2的混和气体充满一大试管，并将试管倒扣在水中，分反应后剩余何种气体，其体积。
解：设NO和O2的体积分别为V毫升，参加反应的O2体积为X毫升，由③式
4NO＋3O2＋H2O＝4HNO3
4 ..............3
V ............V
∵VNO∶VO2＜4∶3 ∴O2过量
则参加反应的O2为：x＝3V/4 （毫升）
∴剩余O2的体积为：V－3V/4＝V/4 （毫升）
例2将装满24毫升氧气和二氧化氮的试管倒扣在水中，过一段时间反应完全后，试管内还剩有5毫升气体，求原混和气体中NO2和O2各为多少毫升？
解：剩余的5毫升气体可能是O2 ，也可能是NO ，因此，这类题常需讨论解答，其答案亦有两个。
（1）若剩余的5毫升气体为O2 ，设体系中O2的体积为x毫升，则NO2为（24－x）毫升，参加反应的O2为（x－5）毫升。由④式得：
4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3
4 ................1
（24－x） (x－5)
4∶（24－x）＝1∶（x－5）
解得：x＝8.8（毫升）
∴VNO2＝24－8.8＝15.2（毫升）
（2）若剩余的5毫升气体为NO ，设生成这些NO需要y毫升NO2与水反应，则由①式得：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
3 ....................... 1
y ........................... 5
3∶y＝1∶5
解得: y＝15（毫升）
又设参加反应的O2为Z毫升，则与水反应的NO2的体积为（24－15－Z）＝（9－Z）毫升，由④式得：
4NO2＋ O2＋2H2O＝4HNO3
4...............1
（9－Z）.. Z
4∶（9－Z）＝1∶Z
解得：Z＝1.8（毫升）

氮的氧化物溶于水的计算方法

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