Question

在一只試管中裝入NO₂和NO混合氣體a升（常溫常壓，下同。不考慮NO₂轉化為N₂O₄。），倒扣在水槽中，與水充分反應后剩余氣體b升（不含水蒸氣），再通入c 升O₂，試管內剛好無氣體剩余。
（1）b的值為         （用只含c的代數式表示）。
（2）填表。

表達要求	只含b的代數式	只含c的代數式
a的取值范圍

 
（3）寫出只含c的代數式的推導過程。

Answer 1

（1）4c/3或1.33c（2分）（帶單位扣1分）
b＜a＜3b（2分）（若有取等號扣1分，后同）； 4c/3＜a＜4c或1.33c＜a＜4c
（3）2分。（說理或推導充分即可。可用方程式推導；也可用得失電子守恒推導。）

解析試題分析：（1）NO₂溶于水生成硝酸和NO，反應的方程式為3NO＋H₂O＝2HNO₃＋NO，因此bL氣體是NO。通入氧氣后NO轉化為稀硝酸，反應的方程式為
4NO＋3O₂＋2H₂O＝4HNO₃
4    3
b    c
即4:3＝b:c
解得b＝c
（2）如果混合氣全部是NO₂，則根據方程式3NO＋H₂O＝2HNO₃＋NO可知生成NO的體積是a，b＝a；如果全部是NO，則生成b＝a，所以a＜b＜a，則a的取值范圍是b＜a＜3b；根據（1）中計算可知，b＝c，所以如果只用含c的代數式表示，則a的取值范圍是c＜a＜4c。
（3）如果混合氣全部是NO₂，反應中氮元素的化合價從＋4價升高到＋5價，氧氣中氧元素的化合價從0價降低到－2價，則根據電子得失守恒可知a＝4c；如果全部是NO，反應中氮元素的化合價從＋2價升高到＋5價，氧氣中氧元素的化合價從0價降低到－2價，則根據電子得失守恒可知3a＝4c，所以a的取值范圍是c＜a＜4c。
考點：考查NO₂、NO與水以及氧氣反應的有關計算