Question

20．硝酸在有機(jī)合成、醫(yī)藥化工、化纖等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛．工業(yè)上用氨催化氧化法可生產(chǎn)硝酸，其生產(chǎn)過程可表示為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O   ①
4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃   ②
完成下列計(jì)算：
（1）如果以一定量的氨氣在一密閉容器中與足量氧氣發(fā)生上述反應(yīng)，冷卻后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是78%（保留至1%）．
（2）某化肥廠以氨為原料通過題干中反應(yīng)先產(chǎn)生硝酸，再利用氨氣和硝酸反應(yīng)制NH₄NO₃，已知由氨制 NO 的產(chǎn)率是 96%，NO 制硝酸的產(chǎn)率是 92%，氨被硝酸的吸收率為100%，則制備80噸 NH₄NO₃所需氨的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為47762m³（保留整數(shù)部分）．

Answer 1

分析 （1）4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O ①與4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃②相加得到4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O，據(jù)此計(jì)算硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)方程式和關(guān)系式來計(jì)算氨氣的物質(zhì)的量，然后根據(jù)公式V=nVm來求解．

解答 解：（1）4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O ①與4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃②相加得到4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O，所以硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{63×4}{4×63+4×18}$×100%=78%，
故答案為：78%；
（2）根據(jù)合成 NH₄NO₃ 的反應(yīng)：NH₃+HNO₃=NH₄NO₃，合成80tNH₄NO₃時(shí)，需要用63tHNO₃ 吸收17t的 NH₃，設(shè)制備63tHNO₃需要m（NH₃）為：
             NH₃ ～HNO₃
            17       63
m（NH3）×96%×92%   63 t
則：$\frac{17}{m（N{H}_{3}）×96%×92%}$=$\frac{63}{63t}$，
解得：m（NH₃）=19.25t，
所以所需氨的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為：V（NH₃）=22.4L/mol×$\frac{（17+19.25）×1{0}^{6}g}{17g/mol}$=4.7762×10⁷L=47762m³，
故答案為：47762．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，（2）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)的正確處理方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．