混合气体的计算混合气体X由NOH2CO2组成通入足量过氧化钠后变成混合气体Y用电火花引燃使之充分反应只得到浓度70%的硝酸无其他任何气体则X中各气体体积比》?

Question

混合气体的计算
混合气体X由NO H2 CO2组成 通入足量过氧化钠后变成混合气体Y 用电火花引燃使之充分反应 只得到浓度70%的硝酸 无其他任何气体 则X中各气体体积比》?

Answer 1

(1)CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
(2)2H2+O2=2H2O
(3)4NO+3O2+2H2O=4HNO3
首先要分析一下过程,通入足量的过氧化钠后,混合气中的CO2会和过氧化钠反应,生成氧气,然后电火花引燃使氧气与氢气反应生成水,然后NO与水和氧气继续以反应(3)反应生成硝酸,硝酸再溶解于由氧气和氢气电火花引燃后生成的水中,从而得到70%的硝酸溶液.
因此,第一步要考虑,三种气体可以反应生成硝酸分子的物质的量,其实简单的方法可以把这三个方程式相加,消去中间产物：
先把反应(2)和反应(3)的方程式相加,消去中间产物H2O,得到(2)(3)的总方程式：
4NO+2H2+4O2=4HNO3
然后再把这个方程与反应(1)相加,消去中间产物,得到这三个反应式的总反应方程式：
4NO+2H2+8CO2+8Na2O2=4HNO3+8Na2CO3
由此可看出,若使三种气体完全生成硝酸的物质的量之比为：NO:H2:CO2=4:2:8=2:1:4.
（生成2mol硝酸会消耗2mol的NO,1mol的H2和4mol的CO2,这些数据后面会用到）
下一步,由于题中条件给出,硝酸溶液的浓度为70%,则可知H2与O2电火花所生成的水中有剩余,根据2mol硝酸的质量为126g,算出70%硝酸溶液中水的质量为54g,换算成物质的量为3mol.
然后利用方程式(1)与(2)相加：
CO2+H2+Na2O2=Na2CO3+H2O
可知道生成3mol水消耗的CO2和H2均为3mol,因此再加上上面括号里所说的数值（2mol的NO,1mol的H2和4mol的CO2）,则可算出共消耗了2mol的NO,4mol的H2和7mol的CO2.
因此混合气体中各气体的体积比为NO:H2:CO2=2:4:7