Question

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）阿伏伽德罗常数为            （用含啊a、b的代数式表示）

（2）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，后同） ，则X的化学式一定为HCl。

②若实验结果是_________，则X的化学式为NH₄Cl

Answer

（1）a/6bmol-1；（2）V3= V1+2V2， V3= V2-7 V1/3。

【解析】

试题分析：由于NH3中N元素的化合价是-3价，N2的化合价是0价，每产生1molN2，转移电子的物质的量是6mol，现在N2物质的量变化bmol，则转移电子的物质的量是6bmol，由于在1mol微粒中含有微粒数是NA，所以6bmol×NA/mol=a，所以NA= a/6bmol-1；（2）①X是HCl，由于HCl+NH3=NH4Cl，说明NH3反应完全，发生反应是2NH3+3Cl2=N2+6HCl，根据方程式可知每有2个NH3发生反应，反应后气体的物质的量增加2个则反应的NH3的体积是V2，则反应后增加的体积是V2，所以反应后总体积是V3=V1+V2+V2= V1+2V2；②若X的化学式为NH4Cl，说明Cl2不足量，NH3过量，发生反应是: 8NH3+3Cl2=N2+6 NH4Cl，NH4Cl是固体；根据反应方程式可知每有3个Cl2反应，反应后气体的体积减小8+3-1=10，现在反应的Cl2的体积是V1，则减小的体积是V1×10/3= 10V1/3，反应后的总体积是V3=V1+V2-10V1/3= V2-7 V1/3。

【考点定位】本题考查了阿伏加德罗常数的计算及有关氧化还原反应的计算的知识。

【名师点睛】本题将物质的量的有关计算、阿伏加德罗定律及物质发生的氧化还原反应有机结合在一起，综合考查了学生的计算能力及灵活运用能力。阿伏加德罗常数是单位物质的量的物质所具有的基本微粒数，与物质的量关系是，只要会判断反应前后元素的化合价及其变化，就可以得到电子转移数目与物质的量关系，然后利用该关系就可以计算出阿伏加德罗常数的值。对于气体来说，相同外界条件下，气体的体积比等于气体的物质的量的比，根据两种反应物相对物质的量多少与发生的反应，利用差量方法就不难得到相应的反应前后的气体体积。确定不同产物与发生的反应是本题的关键。