Question

氨气在工农业有着广泛的用途。已知25%氨水的密度为0.91 g/cm³，5%氨水的密度为0.98 g/cm³。

1、（1）配制100mL 2.5mol/L氨水需要浓度为25%氨水______mL（保留2位小数）。

（2）若将上述两溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数是_____________。

A．等于15%    B．大于15%    C．小于15%    D．无法估算

2、已知：4NH₃+O₂4NO+6NO，4NO+3O₂+2H₂O4HNO₃

设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气的体积分数为0.80。

（1）a mol NO完全转化为HNO₃理论上需要氧气_____________mol。

（2）为使NH₃恰好完全氧化为NO，氨-空气混合气体中氨的体积分数（用小数表示）为_____________ （保留2位小数）。

（3）20.0 mol NH₃用空气氧化，产生混合物的组成为：NO 18.0 mol、O₂ 12.0 mol、N₂ 150.0 mol和一定量硝酸，以及其他成分（高温下NO与O₂不化合）。计算氨转化为NO和HNO₃的转化率。

（4）20.0 mol NH₃和一定量空气充分反应后，再转化为硝酸。通过计算，在图中画出HNO₃的物质的量n(A)和空气的物质的量n (B)关系的理论曲线。

 

Answer 1

【答案】

1、(1)18.68mL    (2)C

2、(1)0.75a     (2)0.14

（3）97. 5%

（4）

【解析】

试题分析：

1、（1）先计算25%的氨水的浓度,c=1000*0.91*0.25/17=13.38mol/L。则需要的氨水的体积为0.1*2.5/13.38=0.01868L，即为18.86ml

（2）令氨水的体积为1ml，则：

质量分数为25%的氨水的质量为1ml×0.91g/cm³=0.91g，溶质氨气的质量为0.91g×25%g

质量分数为5%的氨水的质量为1ml×0.98g/cm³=0.98g，溶质氨气的质量为0.98g×5%g

所以混合后氨水的质量分数为(0.91g×25%g+0.98g×5%g)/(0.91g+0.98g) ×100%=14.63%＜15%。

2、

（1）4NO + 3O₂+2H₂O ==4HNO₃

4mol  3mol

amol  0.75amol

所以需要氧气为0.75amol。

（2）假设氨气的体积是4L，设需要空气的体积为y，

4NH₃+5O₂4NO+6NO

4     5

4L    0.020y

y=4×5/(4×0.20)="25L," 氨-空气混合物中氨的体积分数=4L/(4L+25L)=0.14

(3)设生成x mol HNO₃，空气中氮气的量是氧气的4倍，4（2x+18.0×(5/4)+12.0）=150.0  x=1.5mol

根据氮原子守恒，NH₃的转化为HNO₃的转化率=1.5mol/20mol×100%=7.5%

NH₃的转化为NO的转化率=(18.0+1.5)/20×100%=97.5%

所以氨转化为NO和HNO₃的转化率分别是7.5%和97.5%．

（4）20.0mol NH₃为NO，需要空气n(B)= 20.0××5=125mol

20.0mol NO完全转化HNO₃，又需要空气n(B)= 20.0××5=75mol

所以硝酸最大值为20mol，此时空气为200mol。

考点：物质的量计算，氨和氨的化合物性质。

点评：本题涉及到了很多物质的量的计算，需要学生能够熟练掌握，另外根据方程式计算也有一定的难度，特别是最后一问的图像题目，需要画出最大值，再确定起点，才能完成这一题。本道综合体难度较大。