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1molN₂和3molH₂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11/12，则N₂的转化率α1____________；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为α2，则α2 _______α1（‘填“>”、“<”或“=”）。
（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5．1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50mL 1．0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比为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）16.7％；>
（2）13.5
（3）由反应转化关系知，反应过程中钠元素守恒，设NaNO₂和NaNO₃的物质的量分别为4amol和amol，则4a+a=50mL×10^-3mL·L^-1×1．0mol·L^-1×2，
解得：a=0．02mol，于是
推出NO、NO₂的物质的量分别为：0．03mol、0．07mol，
即：NO所占的体积分数为30％。