Question

14．工业制硝酸的反应为：4NH₃+5O₂$\stackrel{铂铑合金、加热}{→}$4NO+6H₂O（g）、4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃
（1）原子利用率是绿色化学的重要指标：原子利用率=目标生成物的总质量÷参加反应物质的总质量
若上述制备硝酸的总反应表示为NH₃+2O₂←HNO₃+H₂O，则该制备在理论上的原子利用率为77.8%（保留3位小数）．
（2）若反应的尾气NO_x用足量的NaOH溶液吸收，求生成的NaNO₃和NaNO₂的物质的量之比（用x表示）：

Answer 1

分析 （1）工业制硝酸总产物为硝酸和水，目的产物为硝酸，根据原子利用率=$\frac{目标生成物的总质量}{参加反应物质的总质量}$×100%计算解答；
（2）NO_x与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠、硝酸钠与水，令NO_x、NaOH系数都为1，配平方程式，根据方程式求生成的NaNO₃和NaNO₂的物质的量之比．

解答 解：（1）有工业制硝酸的总化学方程为：NH₃+2O₂═HNO₃+H₂O，可知制硝酸的总产物为硝酸和水，目的产物为硝酸，原子利用率最大值=$\frac{63}{17+2×32}$×100%≈77.8%．
故答案为：77.8%；
（2）尾气NO_x用足量NaOH溶液吸收，发生反应生成亚硝酸钠、硝酸钠与水，令NO_x、NaOH系数都为1，配平后方程式为2NO_x+2NaOH=（2x-3）NaNO₃+（5-2x）NaNO₂+H₂O，生成的NaNO₃和NaNO₂的物质的量之比为：（2x-3）：（5-2x），
故答案为：（2x-3）：（5-2x）．

点评 本题考查含氮的化合物的性质以及绿色化学知识，注意发生反应的量之间的关系，绿色化学又称原子经济化学，就是尽量让反应物中的原子的利用率达到最大值，题目难度不大．