Question

Cl₂和NO₂在室溫下可以化合成一種新的氣態(tài)化合物C，為了測(cè)定C的分子組成，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：取總體積為5 L的混合氣體，測(cè)定反應(yīng)后氣體總體積V隨著Cl₂在混合氣體中所占體積分?jǐn)?shù)的變化而發(fā)生變化的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)測(cè)知當(dāng)Cl₂所占體積分?jǐn)?shù)(x)為20％或60％時(shí)，反應(yīng)后的氣體總體積均為4 L。

(1)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________。

(2)討論當(dāng)x取不同值時(shí)，反應(yīng)后氣體總體積V隨x變化的函數(shù)關(guān)系。

Answer 1

(1)A的化學(xué)式為NClO₂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl₂+2NO₂====2NClO₂

(2)當(dāng)x≤1/3時(shí)，V＝(5-5x)  L；當(dāng)x＞1/3時(shí)，V＝2.5(x+1)  L

解析：本題的主要知識(shí)點(diǎn)是阿伏加德羅定律、質(zhì)量守恒定律、過(guò)量計(jì)算的綜合應(yīng)用。由題意：5 L·20%=1 L的Cl₂和5 L·（1-20%）=4 L的NO₂反應(yīng)或5 L·60%=3 L的Cl₂和5 L-3 L=2 L的NO₂反應(yīng)，最后均得4 L的氣體，可推出：1 L Cl₂和2 L的NO₂正好反應(yīng)，生成2 L的氣態(tài)新物質(zhì)，再由阿伏加德羅定律，可知反應(yīng)Cl₂、NO₂、新物質(zhì)的物質(zhì)的量比例為

1∶2∶2，然后利用質(zhì)量守恒定律，寫(xiě)出方程式：Cl₂+2NO₂====2NClO₂。由所得方程式進(jìn)行討論型過(guò)量計(jì)算，當(dāng)V(Cl₂）∶V(NO₂）=1∶2=5/3 L∶ 10/3 L時(shí)，即x=1/3，二者正好反應(yīng)，生成NClO₂氣體為V=10/3 L；當(dāng)x＞1/3時(shí)，Cl₂過(guò)量，

Cl₂     +  2NO₂ ====2NClO₂     ΔV

1 L           2 L               2 L        1 L

(5-5x) L (5-5x)/2 L

V＝5 L- (5-5x)/2 L＝2.5(x+1) L；

同理x≤1/3時(shí)，得V＝(5-5x) L。