Question

20．在一定温度和催化剂作用下，NO跟NH₃可以发生反应生成N₂和H₂O．现有NO和NH₃的混合物1mol，充分发应后所得产物中，经还原得到的N₂比经氧化得到的N₂多1.4g．
已知反应的化学方程式：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O，则：
（1）若在标准状况下有4.48L氨气完全反应，则转移的电子数约为3.612×10²³
（2）若以上反应进行完全，试计算混合物中NO与NH₃的物质的量之比为4：1或3：7．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氨气物质的量，结合氨气中N元素化合价变化计算转移电子；
（2）由方程式可知，还原得到的N₂与氧化得到的N₂的物质的量之比为6：4=3：2，设还原得到的N₂与氧化得到的N₂的物质的量物质的量分别为3xmol、2xmol，则（3x-2x）mol=$\frac{1.4g}{28/mol}$，解得x=0.05，故参加反应的NO为5×0.05mol×$\frac{6}{5}$=0.3mol，参加反应的氨气为5×0.05mol×$\frac{4}{5}$=0.2mol，由于0.3mol+0.2mol=0.5mol＜1mol，故NO或NH₃有剩余．

解答 解：（1）氨气物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，氨气中N元素化合价由-3价升高为0价，故转移电子为0.2mol×3×6.02×10²³mol^-1=3.612×10²³，
故答案为：3.612×10²³；
变化计算转移电子；
（2）由方程式可知，还原得到的N₂与氧化得到的N₂的物质的量之比为6：4=3：2，设还原得到的N₂与氧化得到的N₂的物质的量物质的量分别为3xmol、2xmol，则（3x-2x）mol=$\frac{1.4g}{28/mol}$，解得x=0.05，故参加反应的NO为5×0.05mol×$\frac{6}{5}$=0.3mol，参加反应的氨气为5×0.05mol×$\frac{4}{5}$=0.2mol，由于0.3mol+0.2mol=0.5mol＜1mol，故NO或NH₃有剩余．
若NO有剩余，则NO为1mol-0.2mol=0.8mol，混合物中NO与NH₃的物质的量之比为0.8mol：0.2mol=4：1；
若NH₃有剩余，则NH₃为1mol-0.3mol=0.7mol，混合物中NO与NH₃的物质的量之比为0.3mol：0.7mol=3：7，
故答案为：4：1或3：7．

点评 本题考查氧化还原反应以及有关计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等，关键是根据化学方程式判断还原产物与氧化产物的物质的量的关系．