Question

合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大突破，目前工業(yè)上用氫氣和氮?dú)庵苯雍铣砂�，制得的氨通過催化氧化可生產(chǎn)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(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20.0%，則：

(1)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志   ▲   。

A．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變     

B．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化

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

D．1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H-H鍵形成

(2)達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的轉(zhuǎn)化率分別為   ▲   。

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

   ▲   。

(4)某廠用NH₃生產(chǎn)硝酸，然后再制硝酸銨，其過程如下：

 

 

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

若實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)①、②、③的轉(zhuǎn)化率(或利用率)分別為a、b、c，則生產(chǎn)硝酸的氨氣占所用氨氣總量的體積分?jǐn)?shù)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)=0.2 mol      n(NO)=0.1 mol

n (HNO₃)=n(Cu)×2 + n(NO₂) + n(NO)= (0.2 mol /2 + 0.1 mol×3/2) ×2+ 0.2 mol + 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）(本題共10分)