Question

已知：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃
設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0.20，氮氣體積分?jǐn)?shù)為0.80，請完成下列填空：
（1）amol NO完全轉(zhuǎn)化為HNO₃需要空氣______mol；
（2）為使NH₃恰好完全氧化為一氧化氮，氨-空氣混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)為______（保留2位小數(shù)）．
（3）20.0moL的NH₃用空氣氧化，產(chǎn)生混合物的組成為：NO 18.0mol、O₂ 12.0mol、N₂ 150.0mol和一定量的硝酸，以及其它成分．（高溫下NO和O₂不反應(yīng)）計算氨轉(zhuǎn)化為NO和HNO₃的轉(zhuǎn)化率．

Answer 1

解：（1）設(shè)需要空氣的物質(zhì)的量為x，
4NO+2H₂O+3O₂=4HNO₃
4mol 3mol
amol 0.20x
x==3.75amol，
則需要空氣的物質(zhì)的量為3.75a mol，故答案為：3.75a；
（2）假設(shè)氨氣的體積是4L，設(shè)需要空氣的體積為y，
4NH₃+5O₂4NO+6H₂O
4 5
4L 0.20y
y=L=25L，
氨-空氣混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)==0.14，
故答案為：0.14；
（3）設(shè)生成x mol HNO₃，空氣中氮氣的量是氧氣的 4倍，4（2x+18.0×+12.0）=150.0 x=1.5（mol）
根據(jù)氮原子守恒，NH₃的轉(zhuǎn)化為HNO₃的轉(zhuǎn)化率=×100%=7.5%
NH₃的轉(zhuǎn)化為NO的轉(zhuǎn)化率=×100%=97.5%，
答：氨轉(zhuǎn)化為NO和HNO₃的轉(zhuǎn)化率分別是7.5%和97.5%．
分析：（1）根據(jù)一氧化氮和氧氣的關(guān)系式計算；
（2）根據(jù)氨氣計算需要氧氣的量，再根據(jù)體積分?jǐn)?shù)公式進行計算；
（3）根據(jù)反應(yīng)過程中氮氣的量不變進行計算，算出生成硝酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)原子守恒計算轉(zhuǎn)化率．
點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的計算，難點是計算轉(zhuǎn)化率，明確氮氣和氧氣的關(guān)系是解本題的關(guān)鍵，結(jié)合原子守恒來分析解答，難度較大．