Question

氯氣和二氧化氮?dú)怏w在室溫下可以化合生成一種新的氣態(tài)化合物A，為了測(cè)定A的組成進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，取Cl₂、NO₂混合氣總體積5L，測(cè)定反應(yīng)后所得氣體體積隨Cl₂在原混合氣體中所占體積分?jǐn)?shù)x的變化而變化的規(guī)律．實(shí)驗(yàn)測(cè)知當(dāng)Cl₂所占體積分?jǐn)?shù)為0.2或0.6時(shí)，反應(yīng)后的總體積均為4L．
（1）通過(guò)分析和計(jì)算求得化合物A的化學(xué)式為

 

，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）試討論當(dāng)x的取值范圍不同時(shí)，反應(yīng)后總體積V隨x變化的函數(shù)關(guān)系．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：（1）由題意可知，當(dāng)5L×0.2=1L的Cl₂和5L×（1-0.2）=4L的NO₂反應(yīng)或5L×0.6=3LCl₂和5L-3L=2L的NO₂反應(yīng)，最后均得4L氣體，可推出1LCl₂與2LNO₂正好反應(yīng)生成2L氣態(tài)新物質(zhì)．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，利用質(zhì)量守恒定律，該反應(yīng)為：Cl₂+2NO₂=2NClO₂；
（2）由寫(xiě)出的方程式進(jìn)行討論型過(guò)量計(jì)算，當(dāng)V（Cl₂）：V（NO₂）=1：2時(shí)，即x=

1

3

時(shí)，二者正好反應(yīng)，當(dāng)x＞

1

3

時(shí)，Cl₂過(guò)量，同理得到當(dāng)x＜

1

3

時(shí)，得V=5（1-x）L，結(jié)合方程式計(jì)算解答．

解答： 解：（1）由題意可知，5L×0.2=1L的Cl₂和5L×（1-0.2）=4L的NO₂反應(yīng)或5L×0.6=3LCl₂和5L-3L=2L的NO₂反應(yīng)，最后均得4L氣體，可推出1LCl₂與2LNO₂正好反應(yīng)生成2L氣態(tài)新物質(zhì)，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，利用質(zhì)量守恒定律，寫(xiě)出方程式：Cl₂+2NO₂=2NClO₂，
故答案為：NClO₂；Cl₂+2NO₂=2NClO₂；
（2）當(dāng)V（Cl₂）：V（NO₂）=1：2=時(shí)，即x=

1

3

時(shí)，二者正好反應(yīng)，生成NClO₂氣體V=5L×

1

3

×2=

10

3

L；
當(dāng)x＞

1

3

時(shí)，Cl₂過(guò)量，則：
Cl₂+2 NO₂=2NClO₂ △V
 1    2    2     1
  （5-5x）L      0.5（5-5x）L
V=5L-0.5（5-5x）L=2.5（x+1）L，
同理得到當(dāng)x＜

1

3

時(shí)，NO₂過(guò)量，則：
Cl₂+2NO₂=2NClO₂ △V
 1    2     2     1
5xL               5xL
V=5L-5x L=5（1-x）L，
即：0＜x≤

1

3

，V=5（1-x）L；

1

3

≤x＜1，V=2.5（1+x）L，
答：反應(yīng)后總體積V隨x變化的函數(shù)關(guān)系為0＜x≤

1

3

，V=5（1-x）L；

1

3

≤x＜1，V=2.5（1+x）L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算、化學(xué)方程式有關(guān)計(jì)算，確定發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，難度中等．