Question

【題目】已知反應：6NO +4NH3===5N2+6H2O。請回答下列問題。

（1）氧化產物與還原產物的質量比為______。

（2）現有NO與NH3的混合物1 mol，充分反應后所得產物中，經還原得到的N2比經氧化得到的N2多1.4 g。若以上反應進行完全，試計算原反應混合物中NO與NH3的物質的量之比是______。

（3）將標準狀況下的a L NH3(g)溶于0.1 L水中，得到的氨水密度為b g·cm3，則該氨水的物質的量濃度是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】（1）2∶3（3分）

（2）4∶1或3∶7（3分）

（3）n(NH3)=a L÷22.4 L/mol=a/22.4 mol

m(溶液)= a/22.4 mol×17 g/mol+100 g=(17a+2240)/22.4 g

已知ρ=b g·cm3

則V(溶液)=m(溶液)÷ρ=(17a+2240)/22.4 g÷b g·cm3=(17a+2240)/22.4b mL=1000(17a+2240)/22.4b L

故c=n÷V= [a/22.4mol]÷[1000(17a+2240)/22.4b L]= 1000ab/(2240+17a) mol / L。（5分）

【解析】（1）在反應6NO+4NH3===5N2+6H2O中，N元素的化合價由反應前NH3中的3價變?yōu)榉磻�后N2中的0價，化合價升高，失去電子，被氧化，因此NH3是還原劑，N2是氧化產物；N元素的化合價由反應前NO中的+2價變?yōu)榉磻�后N2中的0價，化合價降低，獲得電子，被還原，因此NO是氧化劑，N2是還原產物；因此氧化產物與還原產物的質量比為2∶3。

（2）根據反應方程式6NO+4NH3===5N2+ 6H2O可知：每有6 mol NO反應，會消耗4 mol NH3，反應產生的還原產物比氧化產物多28 g，現在NO與NH3的混合物1 mol，充分反應后所得產物中，經還原得到的N2比經氧化得到的N2多1.4 g。則反應的NO是0.3 mol，反應的NH3的物質的量是0.2 mol。由于混合氣體的總物質的量是1 mol，說明氣體過量的物質的量是1 mol0.3 mol0.2 mol=0.5 mol。若過量的氣體是NO，則NO總物質的量是0.3 mol+0.5 mol=0.8 mol，NH3是0.2 mol，二者的物質的量的比是0.8 mol∶0.2 mol=4∶1；若過量的氣體是NH3，則NO的物質的量是0.3 mol，氨氣的物質的量是0.2 mol+0.5 mol=0.7 mol，NO與NH3的物質的量的比是3∶7。

（3）標準狀況下的a L NH3(g)的物質的量是n(NH3)=a L÷22.4 L/mol=a/22.4 mol，溶液的質量是m(溶液)= a/22.4 mol×17 g/mol+100 g=(17a+2240)/22.4 g，由于得到的氨水密度為b g·cm3，所以溶液的體積是V=m(溶液)÷ρ=(17a+2240)/22.4 g÷b g·cm3=(17a+2240)/22.4b mL=1000(17a+2240)/22.4b L，則該氨水的物質的量濃度是c=n÷V= [a/22.4mol]÷[1000(17a+2240)/22.4b L]= 1000ab/(2240+17a) mol / L。