Question

在標準狀況下將NO₂、NO、O₂混合并充滿容器，將該容器倒置于水中，氣體完全溶解，無氣體剩余，若產物也不擴散，則所得溶液的物質的量濃度M，其數值大小范圍為

1. A.
   0＜M＜1/22.4
2. B.
   1/39.2＜M＜1/22.4
3. C.
   1/39.2＜M＜1/28
4. D.
   1/28＜M＜1/22.4

Answer 1

C
本題是有關NO₂、NO和O₂混合氣體溶于水的計算問題，要解決這類問題應抓住兩個基本反應及由它們演變出的兩個反應（Ⅰ）、（Ⅱ），即：
2NO+O₂=2NO₂……①
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO……②
②×2+①得：
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃……（Ⅰ）
①×3+②×2得：
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃……（Ⅱ）
由（Ⅰ）、（Ⅱ）式中的系數要思考物質的量的變化，確定和尋找有關反應之間量的比例關系，反應物有無過量等等。
混合氣體溶于水的氣體體積等于所得溶液的體積，且溶液中溶質的物質的量等于溶于水的氣體的物質的量，所得溶液的物質的量濃度為（V/22.4）/V =" 1/22.4" (摩/升)
①若混合氣體是NO₂和O₂，且體積比≤4:1，因為發生反應：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸的物質的量是溶于水的氣體物質的量的4/5，所得溶液的體積等于溶于水的氣體體積，所以所得溶液的物質的量濃度為（V/22.4 ×4/5）/V =" 1/28" (摩/升)
若混合氣體是NO₂和O₂，且二者的體積比＞4:1，所得溶液的物質的量濃度大于1/28(摩/升)
②若混合氣體是NO和O₂，且二者體積比≤3:4，因為發生反應：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸的物質的量是溶于水的氣體物質的量的4/7，所得溶液體積等于溶于水的氣體體積，所得溶液的物質的量濃度為（V/22.4 ×4/7）/V = 1/39.2(摩/升)
綜合①、②可知，應選擇C。