
氨气跟二氧化氮在一定条件下反应可生成氮气和水,若反应使用的14NH3和15NO2,则所得氮气的摩尔质量(g/mol)约为() A. 28.86 B. 29.00 C. 29.14 D. 29.60
要解决氨气(¹⁴NH₃)与二氧化氮(¹⁵NO₂)反应生成氮气的摩尔质量问题,需先配平反应方程式,再根据原子守恒计算产物氮气的平均摩尔质量。
反应中,NH₃的N为-3价,NO₂的N为+4价,产物N₂的N为0价(氧化还原反应)。通过电子得失守恒配平:
NH₃中N失3e⁻,NO₂中N得4e⁻,最小公倍数12,故4NH₃(失12e⁻)与3NO₂(得12e⁻)反应,生成7/2 N₂,再配平H₂O得:
8NH₃ + 6NO₂ = 7N₂ + 12H₂O
N原子来源:8 mol ¹⁴NH₃提供8 mol ¹⁴N原子,6 mol ¹⁵NO₂提供6 mol ¹⁵N原子,共14 mol N原子生成7 mol N₂。
总质量:¹⁴N总质量 = 8 mol × 14 g/mol = 112 g;¹⁵N总质量 = 6 mol × 15 g/mol = 90 g;总质量 = 112 + 90 = 202 g。
平均摩尔质量:总质量/总物质的量 = 202 g / 7 mol ≈ 28.86 g/mol。
答案:A. 28.86