Question

硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的主要過程如下：

　 （1）以N₂和H₂為原料合成氨氣。一定溫度下，在密閉容器中充入ImolN₂和3molH₂發(fā)生反應。若容器容積恒定，達到平衡狀態(tài)時，氣體的總物質(zhì)的量是原來的，則N₂的轉(zhuǎn)化率　　　 ；若容器壓強恒定，達到平衡狀態(tài)時，N=的轉(zhuǎn)化率為，則　　　　 （‘填“>”、“<”或“=”）。

　 （2）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　　 4NO+6H₂O　 4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

　　　 現(xiàn)以3.4噸液氨為原料來生產(chǎn)質(zhì)量分數(shù)為50%的硝酸，理論上需要加水的質(zhì)量為　

噸。（假設生產(chǎn)過程中反應物和生成物均無損耗）

　 （3）硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關的化學反應為：

　　　 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂,NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂。若在標準狀況下有NO、NO₂的混合氣體（不考慮N₂O₄）恰好與50mL 1． 0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反應完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物質(zhì)的量的比為4：1，則在混合氣體中NO氣體的體積分數(shù)為多少?（請寫出計算過程）　

Answer 1

（1）12．5％或1／8、>（4分，每空2分）　 （2）9（3分）

　 （2）解析：由反應4NH₃+5O₂　　 4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃得：

　 NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，3.4噸液氨產(chǎn)生的硝酸為12.6噸，水為3.6噸，則理論上需加水的質(zhì)量 為為：126.t/50%-(12.6+3.6)t=9t

　 （3）（3分）由反應轉(zhuǎn)化關系知，反應過程中鈉元素守恒，設NaNO₂和NaNO₃的物質(zhì)的量分別為4a mol和a mol，則4a+a=50mL×10^-3mL·L^-1×1．0 mol·L^-1×2，解得：a=0．02 mol，于是，推出NO、NO₂的物質(zhì)的量分雖為：0．03 mol、0．07 mol，即：NO所占的體積分數(shù)為30％。