Question

硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：
(1)以N₂和H₂为原料合成氨气。一定温度下，在密闭容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂发生反应。若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的，则N₂的转化率а1=_________；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为а2，则а2____(填“>”“<”或 “=”)а1。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：4NH₃+5O₂4NO+ 6H₂O；
4NO + 3O₂ + 2H₂O = 4HNO₃。现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上需要加水的质量为_______吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：2NO₂+ Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃+
CO₂，NO+ NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+ CO₂。若在标准状况下有NO、NO₂的混合气体（不考虑N₂O₄）恰好与50 mL 1.0mol/L的Na₂CO₃溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量之比为4:1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少？（请写出计算过程）

Answer 1

(1)12.5% 或1/8；>
(2)9
(3)设NaNO₂和NaNO₃的物质的量分别为4a和a，由Na元素守恒可得4a+a=50×10^-3L×1.0 mol/L，解得a=0.02 mol。由2NO₂～NaNO₂～NaNO₃，NO～NO₂～NaNO₂可求得NO的物质的量为0.03 mol，NO₂的物质的量为0.07 mol，则混合气体中NO气体的体积分数为30%。