解:(1)氨氣和氯氣在常溫下可快速反應(yīng)生成氮?dú)猓?NH
3+3Cl
2=N
2+6HCl.若利用該反應(yīng)處理含有氨氣和氯氣的尾氣,用于制備鹽酸,則 Cl
2和 NH
3的最佳比例為3:2;如果管道漏氣,則發(fā)生反應(yīng)3Cl
2+2NH
3=N
2+6HCl,生成HCl氣體繼續(xù)與氨氣反應(yīng)生成氯化銨,現(xiàn)象為有白煙生成,即氨氣應(yīng)過(guò)量,所以發(fā)生反應(yīng)的Cl
2和NH
3的體積比為大于0,小于1.5,故答案為:3:2; 大于0,小于1.5;
(2)體積為1.12L物質(zhì)的量為0.05mol,質(zhì)量為3.335g的Cl
2和N
2的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=
=66.7g/mol,設(shè)混合氣體中含有氮?dú)馕镔|(zhì)的量為X,氯氣物質(zhì)的量為(0.05-X)mol,得到28X+(0.05-X)71=3.335,計(jì)算得到X=0.005mol,則原混合氣體中N
2的體積為0.005mol×22,4L/mol=0.112L=112ml;
故答案為:112;
(3)甲:2NH
3+3Cl
2→N
2+6HCl計(jì)算表達(dá)式是利用反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量的變化進(jìn)行計(jì)算,所以計(jì)算式中X的意義是被氧化的氨氣的物質(zhì)的量;
故答案為:被氧化氨的物質(zhì)的量;
乙:2NH
3+3Cl
2→N
2+6HCl分析反應(yīng)和計(jì)算表達(dá)式分析判斷,X為原混合氣體中氯氣的體積,故答案為:反應(yīng)前Cl
2的體積;
(4)若按上式反應(yīng),2NH
3+3Cl
2→N
2+6HCl,氨過(guò)量,所以還會(huì)生成氯化銨8NH
3+3Cl
2→N
2 +6NH
4Cl;當(dāng)x=62.5%時(shí)恰好生成氯化銨和氮?dú),此時(shí)Y=0.75L(生成0.125+原來(lái)的0.625.也可用差量法2-1.25);當(dāng)x>62.5%時(shí)剩余氨氣,可以用氯氣計(jì)算,差量法求得氣體減少10(1-x)/3,所以Y=2-10(1-x)/3=(10x-4)/3;當(dāng)x<62.5%時(shí)氯和氨都用完,求出生成的氮?dú)夂吐然瘹錃怏w體積之和為(2-3x),原有氮x,所以共有氣體體積為Y=(2-2x)
答:關(guān)系式為y=2-2x 0.625>x>0;y=(10x-4)/3 x≥0.625.
分析:(1)NH
3和 Cl
2在常溫下可快速反應(yīng)生成氮?dú)猓?NH
3+3Cl
2→N
2+6HCl,利用該反應(yīng)處理含有氨氣和氯氣的尾氣,Cl
2和 NH
3的最佳比例是恰好完全反應(yīng);檢驗(yàn)氯氣存在需要氯氣和氨氣反應(yīng)生成氯化氫和氨氣冒白煙生成氯化銨白色固體,氨氣過(guò)量;
(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L,質(zhì)量為3.335g的Cl
2和N
2的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量,結(jié)合質(zhì)量和物質(zhì)的量計(jì)算得到原混合氣體中的氯氣和氮?dú)馕镔|(zhì)的量之比,計(jì)算得到氮?dú)怏w積;
(3)依據(jù)圖表中的計(jì)算式和依據(jù)分析判斷;
(4)依據(jù)反應(yīng)的極值方法進(jìn)行分析計(jì)算分析判斷不同范圍的氣體體積,注意反應(yīng)前后差量的計(jì)算應(yīng)用.
點(diǎn)評(píng):本題考查了氯氣性質(zhì)的分析判斷,化學(xué)方程式的差量計(jì)算應(yīng)用,計(jì)算式的分析判斷未知量的含義,題目難度較大.