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12.將盛有N2和NO2混合氣體的試管(試管容積為VL)倒立于水中,經過足夠長的時間后,試管內氣體的體積變?yōu)閍L.
請回答下列問題:
(1)寫出該混合氣體 倒立于水中發(fā)生反應的化學方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)若a=$\frac{1}{2}$V,則原混合氣體中N2與NO2的體積之比為1:3;
(3)向aL氣體中緩慢通入O2至試管中剛好只有一種氣體時,停止通入O2,則試管中最終剩余的氣體為N2,其體積為(1.5a-0.5V)L,該過程中總反應的化學方程式為4NO+3O2+2H2O═4HNO3

分析 (1)二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮氣體,據此寫出反應的化學方程式;
(2)若a=$\frac{1}{2}$V,說明反應后氣體體積減小了0.5VL,利用差量法計算出混合氣體中含有二氧化氮的體積,然后計算出原混合氣體中N2與NO2的體積之比;
(3)aL氣體為氮氣和NO,通入氧氣后一氧化氮參與反應生成硝酸,若試管中剛好只有一種氣體時,該氣體只能為氮氣,利用差量法計算出參與反應的二氧化氮體積,然后計算出氮氣的體積,從而得出最終剩余氣體體積.

解答 解:(1)盛有N2和NO2 的混合氣體的試管倒立于水中發(fā)生反應生成硝酸和NO,反應的化學方程式為:3NO2+H2O=2HNO3+NO,
故答案為:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)若a=$\frac{1}{2}$V,說明反應后氣體體積減小了0.5VL,則:
3NO2+H2O=2HNO3+NO△V
 3                  2
 V(NO2)          0.5VL                    
則 V(NO2)=$\frac{0.5VL×3}{2}$=0.75VL,
原混合氣體中含有氮氣的體積為:VL-0.75VL=0.25VL,
所以原混合氣體中氮氣和二氧化氮的體積之比為:0.25VL:0.75VL=1:3,
故答案為:1:3; 
(3)aL氣體為氮氣和NO的混合物,通入氧氣后NO與水、氧氣發(fā)生反應4NO+3O2+2H2O═4HNO3,
當試管中剛好只有一種氣體時,則該氣體為氮氣,說明此時NO恰好完全反應,
反應后氣體體積變化為:VL-aL,
3NO2+H2O=2HNO3+NO△V
 3                  2
 V(NO2)       (V-a)L
則 V(NO2)=$\frac{3(V-a)L}{2}$=$\frac{3}{2}$(V-a)L,
則最終剩余氣體體積為:VL-$\frac{3}{2}$(V-a)L=(1.5a-0.5V)L,
故答案為:N2;(1.5a-0.5V)L;4NO+3O2+2H2O═4HNO3

點評 本題考查了混合物反應的計算,題目難度中等,明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵,注意掌握差量法中化學計算中應用方法,試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力.

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C、氣體混合物的質量不變      D、容器中的壓強不變
E、混合氣體的顏色不變        F、容器的體積不變
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