Question

盛有O₂和NO₂的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O₂和NO₂的体积比是(    )

A．2∶1           B．1∶2           C．   3∶2            D．3∶1

Answer

C

【解析】

试题分析：假设量筒的容积是VL，盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，二者会发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，若剩余的气体是O2，则NO2完全反应，NO2的体积是反应的V(NO2)= 4/5×1/2V=2V/5，O2的体积是V(O2)=V-2V/5=3V/5，原混合气体中O2和NO2的体积比是(3V/5)：(2V/5) =3:2，选项C正确；若剩余气体是NO，相当于剩余NO2，根据3 NO2+ H2O=2HNO3+NO，剩余NO2的体积是3×V/2=1.5V，原混合气体体积是V，其中的成分气体不可能大于全部，错误；故选项C正确。

【考点定位】考查混合气体成分的体积比计算的知识。

【名师点睛】将盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，会发生反应：3NO2+ H2O= 2HNO3+NO，反应产生的NO与其中的O2发生反应：2NO+O2=2 NO2，将两个方程式进行叠加，可得总反应方程式：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。可见，若二者恰好完全反应，V(NO2):V(O2)=4:1；若不是恰好反应，由于NO2会与水发生反应，因此剩余气体可能是O2，也可能是NO然后分别讨论。若为氧气，则NO2完全反应，根据总体积及剩余气体的体积，可确定反应消耗的体积，利用气体的体积比等于气体的物质的量的比等于方程式中相应物质的化学计量数的比，计算出V(NO2)，用总体积减去V(NO2)就是原混合气体中V(O2)；若剩余气体是NO，由于NO不是原气体的成分，根据剩余气体体积，利用3 NO2+ H2O=2HNO3+NO，可知相当于过量NO2的体积是3V(NO)，发生反应4NO2+O2+ 2H2O =4HNO3的气体体积是V(总)-3V(NO)，根据方程式中气体的物质的量关系可得反应的氧气的体积，最后根据V(总)- V(O2)就是原气体中含有的NO2的体积。