Question

（10分）合成氨是人類科學技術發展史上的一項重大突破，目前工業上用氫氣和氮氣直接合成氨，制得的氨通過催化氧化可生產硝酸。

在一定條件下，若N₂和H₂以體積比1:3的比例充入一體積不變的密閉容器中反應，達到平衡狀態時，測得混合氣體中氨的體積分數為20.0%，則：

（1）合成氨反應達到平衡的標志   ▲  。

A．容器內氣體壓強保持不變     

B．容器內各物質的濃度不隨時間變化

C．當υ(H₂,正)=0.3mol·L^-1·min^-1，υ(NH₃,逆)=0.2mol·L^-1·min^-1時

D．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵形成

（2）達到平衡時，N₂和H₂的轉化率分別為  ▲   。

（3）用氨催化氧化可生產硝酸，取所生產的硝酸溶液100mL，與足量的銅反應，生成的NO₂和NO混合氣體在標準狀況下體積為6.72L，物質的量之比為2:1，求所生產硝酸的物質的量濃度？(請寫出該小題的計算過程)

   ▲   。

（4）某廠用NH₃生產硝酸，然后再制硝酸銨，其過程如下：

 

其中反應②為：4NO＋3O₂＋2H₂O4HNO₃，原料氣為氨氣和空氣的混合物。

若實際生產中，反應①、②、③的轉化率(或利用率)分別為a、b、c，則生產硝酸的氨氣占所用氨氣總量的體積分數為   ▲   。

 

Answer 1

（1）ABCD（2 分）

（2）均為33.3%（2 分）

（3） n(NO₂) + n(NO)=6.72 L/22.4 L/mol

n(NO₂)∶n(NO)= 2:1

n(NO₂)=0.2mol      n(NO)=0.1 mol

n (HNO₃)=n(Cu)×2+ n(NO₂) + n(NO)= (0.2 mol /2 + 0.1 mol×3/2) ×2+ 0.2mol + 0.1 mol

       =0.8 mol

c(HNO₃)=0.8 mol/100 mL/1000 mL/L= 8 mol/L  (3分)

（4）1/（1+ab）（3 分）

解析: