Question

10．某一反应体系中涉及的反应物和生成物共有4种物质：X、Cl₂、NH₃、N₂．当转移的电子总数为a个时，氮气数量变化了bmol．
（1）氧化产物的摩尔质量是28g/mol
（2）阿伏加德罗数常数为（用含a、b的代数式表示）$\frac{6a}{b}$mol^-1．
（3）X可能有两种组成：HCl、NH₄Cl，为确定X的化学式，某同学分别取同温同压下体积分别为V₁、V₂的两种物质（氧化剂与还原剂）充入一恒压、容积可变的密闭容器中，在一定条件下反应完全并恢复到原温后，再测出容器的容积（V₃）．
①若实验结果是（用V₁、V₂与V₃间关系来表示，下同）V₃=2V₂+V₁，则X的化学式一定为HCl，简要写出你做出此推断的依据是当X为HCl时，NH₃肯定反应完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl及阿伏加德罗定律可推出V₃=2V₂+V₁，．
②若实验结果是V₃=V₂-$\frac{7}{3}$V₁，则X的化学式为NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）氯气具有强氧化性，所以作氧化剂，化合价由0价变为-1价，则氨气作还原剂，化合价升高，所以氧化产物是氮气；
（2）生成1molN₂时转移6mol电子，故有N_A：6=a：b，据此计算阿伏伽德罗常数；
（3）当X为HCl时，NH₃肯定反应完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl结合阿伏伽德罗定律解答；
当V为NH₄Cl，Cl₂肯定反应完了，由8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl及阿伏伽德罗定律解答．

解答 解：（1）从氮元素价态知对应反应为氧化还原反应，因Cl₂有强氧化性，氨气中N元素化合价为-3价、氮气中N元素化合价为0价，故NH₃是还原剂，N₂是氧化产物28g•mol ^-1，故答案为：28g/mol；
（2）生成1molN₂时转移6mol电子，故有1：6=$\frac{a}{{N}_{A}}$：b，N_A=$\frac{6a}{b}$mol^-1，
故答案为：$\frac{6a}{b}$mol^-1；
（3）①当X为HCl时，NH₃肯定反应完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl及阿伏加德罗定律：反应前后气体的体积之比等于物质的量之比等于系数之比，可推出V₃=2V₂+V₁，故答案为：V₃=2V₂+V₁；当X为HCl时，NH₃肯定反应完了，由方程式2NH₃+3Cl₂=N₂+6HCl及阿伏加德罗定律可推出V₃=2V₂+V₁；
②当V为NH₄Cl，Cl₂肯定反应完了，由8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl阿伏加德罗定律可推出V₃=V₂-$\frac{7}{3}$V₁，故答案为：V₃=V₂-$\frac{7}{3}$V₁．

点评 本题考查阿伏伽德罗定律及氧化还原反应，明确常见物质的性质及阿伏伽德罗定律内涵是解本题关键，难点是阿伏伽德罗定律的灵活运用，题目难度中等．