Question

10．某一反應(yīng)體系中涉及的反應(yīng)物和生成物共有4種物質(zhì)：X、Cl₂、NH₃、N₂．當(dāng)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為a個(gè)時(shí)，氮?dú)鈹?shù)量變化了bmol．
（1）氧化產(chǎn)物的摩爾質(zhì)量是28g/mol
（2）阿伏加德羅數(shù)常數(shù)為（用含a、b的代數(shù)式表示）$\frac{6a}$mol^-1．
（3）X可能有兩種組成：HCl、NH₄Cl，為確定X的化學(xué)式，某同學(xué)分別取同溫同壓下體積分別為V₁、V₂的兩種物質(zhì)（氧化劑與還原劑）充入一恒壓、容積可變的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)完全并恢復(fù)到原溫后，再測(cè)出容器的容積（V₃）．
①若實(shí)驗(yàn)結(jié)果是（用V₁、V₂與V₃間關(guān)系來表示，下同）V₃=2V₂+V₁，則X的化學(xué)式一定為HCl，簡(jiǎn)要寫出你做出此推斷的依據(jù)是當(dāng)X為HCl時(shí)，NH₃肯定反應(yīng)完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl及阿伏加德羅定律可推出V₃=2V₂+V₁，．
②若實(shí)驗(yàn)結(jié)果是V₃=V₂-$\frac{7}{3}$V₁，則X的化學(xué)式為NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）氯氣具有強(qiáng)氧化性，所以作氧化劑，化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，則氨氣作還原劑，化合價(jià)升高，所以氧化產(chǎn)物是氮?dú)猓?br />（2）生成1molN₂時(shí)轉(zhuǎn)移6mol電子，故有N_A：6=a：b，據(jù)此計(jì)算阿伏伽德羅常數(shù)；
（3）當(dāng)X為HCl時(shí)，NH₃肯定反應(yīng)完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl結(jié)合阿伏伽德羅定律解答；
當(dāng)V為NH₄Cl，Cl₂肯定反應(yīng)完了，由8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl及阿伏伽德羅定律解答．

解答 解：（1）從氮元素價(jià)態(tài)知對(duì)應(yīng)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，因Cl₂有強(qiáng)氧化性，氨氣中N元素化合價(jià)為-3價(jià)、氮?dú)庵蠳元素化合價(jià)為0價(jià)，故NH₃是還原劑，N₂是氧化產(chǎn)物28g•mol ^-1，故答案為：28g/mol；
（2）生成1molN₂時(shí)轉(zhuǎn)移6mol電子，故有1：6=$\frac{a}{{N}_{A}}$：b，N_A=$\frac{6a}$mol^-1，
故答案為：$\frac{6a}$mol^-1；
（3）①當(dāng)X為HCl時(shí)，NH₃肯定反應(yīng)完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl及阿伏加德羅定律：反應(yīng)前后氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，可推出V₃=2V₂+V₁，故答案為：V₃=2V₂+V₁；當(dāng)X為HCl時(shí)，NH₃肯定反應(yīng)完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl及阿伏加德羅定律可推出V₃=2V₂+V₁；
②當(dāng)V為NH₄Cl，Cl₂肯定反應(yīng)完了，由8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl阿伏加德羅定律可推出V₃=V₂-$\frac{7}{3}$V₁，故答案為：V₃=V₂-$\frac{7}{3}$V₁．

點(diǎn)評(píng) 本題考查阿伏伽德羅定律及氧化還原反應(yīng)，明確常見物質(zhì)的性質(zhì)及阿伏伽德羅定律內(nèi)涵是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是阿伏伽德羅定律的靈活運(yùn)用，題目難度中等．