巧解氮氧化物计算题
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇巧解氮氧化物计算题范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
引言：人教版《必修1》第四章中介绍了N元素的化合物，在这部分知识中，有关氮氧化物（NO、NO2）和O2混合溶于水中的计算题目前都是采用依据化学反应方程式进行计算的方法。有关氮氧化物（NO、NO2）和O2混合溶于水从总的计算结果来看，实际上是N、O、H原子间重新结合生成硝酸；从反应实质看，是氧化还原反应过程，NO、NO2被氧化为HNO3（N元素从+2或+4价升高到+5价），O2被还原为H2O（O元素从0价降到—2价），而氧化还原反应过程则蕴含了电子得失守恒规律。下面依据这一规律分类型来分析氮氧化物计算题的巧解法。
1.NO2与O2混合气体溶于水
【例题】将容积为50mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在充满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体的体积为5mL。求原混合气体中NO2和O2的体积。
解析：据阿伏伽德罗定律：相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比。故，解题时可将体积看做是物质的量。
设NO2的物质的量为x，O2的物质的量为y，则有x + y = 50 mL …… ①
（1）如果剩余气体为O2，则：氧化过程：参加反应的NO2的物质的量为x，在反应中失去电子的物质的量为x；还原过程：参加反应的O2的物质的量为（y-5），在反应中得到电子的物质的量为4（y-5）；根据电子得失守恒得：x = 4（y-5） …… ②，联解①②得：x = 36 mL；y = 14 mL。
（2）如果剩余气体为NO2，则：由反应3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO可知，一部分NO2与O2、H2O反应生成HNO3后，还剩余15mLNO2。则：氧化过程：与O2反应的NO2的物质的量为（x-15），在反应中失去电子的物质的量为（x-15）；还原过程：物质的量为y的O2在反应过程中得到电子的物质的量为4y。根据电子得失守恒，得：x-15 = 4y …… ③，联解①③得：x = 43 mL；y = 7 mL。
故NO2和O2的体积分别为36 mL、14 mL或43 mL、7 mL。
2.NO与O2混合气体溶于水
【例题】在一定条件下，将m体积的NO和n体积的O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应后，容器内残留m/2体积的气体，则m与n的比值可能为
。
解析：据阿伏伽德罗定律：相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比。故，解题时可将体积看做是物质的量。
（1）如果剩余气体为NO，则：氧化过程：与O2反应的NO物质的量为（m-m/2）mol，在反应中失去3（m-m/2） mol电子；还原过程：n molO2在反应中得到4n mol电子。根据电子得失守恒得：3（m-m/2） = 4n 。解得：m ： n = 8 ： 3。
（2）如果剩余气体是O2，则：氧化过程：m mol的NO在反应中失去3m mol的电子；还原过程：与NO反应的O2的物质的量为（n-m/2）mol，在反应中得到4（n-m/2）mol的电子。根据电子得失守恒得：3m = 4（n-m/2） 。解得：m ： n = 4 ： 5 。
3.NO、NO2与O2一起溶于水
【例题】某容积为60 mL 的试管，内装有40 mL NO和NO2的混合气体与20 mL O2，倒扣在水中，充分反应后，试管里还剩余5 mL气体，求原混合气体的组成。
解析：据阿伏伽德罗定律：相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比。故，解题时可将体积看做是物质的量。
设NO的体积为x，NO2的体积为y，则有x + y = 40 …… ①
（1）如果剩余气体是O2，则：还原过程：参加反应的O2的体积为（20-5）=15 mL，在反应中得到电子的物质的量为4×15；氧化过程：体积为x的NO在反应中失去电子的物质的量为3x；体积为y的NO2在反应中失去电子的物质的量为y。根据电子得失守恒得：3x + y = 4×15 …… ② ，联解①②得：x = 10 mL；y = 30 mL。
（2）如果剩余气体为NO，则：还原过程：体积为20mL的O2在反应中得到电子的物质的量为4×20；氧化过程：参加反应的NO的体积为（x-5）mL，在反应中失去电子的物质的量为3（x-5）；体积为y的NO2在反应中失去电子的物质的量为y。根据电子得失守恒得：3 （x-5） + y = 4×20 …… ③，联解①③得：x = 27.5 mL；y = 12.5 mL。
故，原混合气体的组成：NO和NO2的体积分别为10 mL、30 mL或27.5 mL、12.5 mL。
本解法摆脱了依据化学反应方程式的计算，抓住了氮氧化物化学反应的特点，从氧化还原反应氧化剂、还原剂电子转移守恒角度入手，解题过程简洁明了，使学生易于掌握，给人耳目一新之感。
（作者单位：洛阳市第二中学）