Question

某化肥厂以氨和空气（其中氧气的体积分数为0.2）为原料生产硝酸铵过程如下：

其中反应①为4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O

（1）步骤②中发生了两个反应，将这两个化学方程式合并为一个化学方程式，可表示为_____________________________________。

（2）若不考虑副反应且各步反应均完全，为使生产过程中不再补充空气，则原料气中氨

    （包括第③步被硝酸吸收的氨）的体积分数最大值为____________。

（3）假设实际生产中，反应①、②中含氮物质的利用率分别为a、b，反应③中氨的利用率为c、硝酸的利用率为100％，则合成硝酸铵的整个流程中，氨的总利用率是多少？（要求写出解题过程）

Answer 1

（1）4NO＋3O₂＋2H₂O＝4HNO₃     

（2）1/6（或16.7%）

（3）解法一：假设消耗NH₃的总物质的量为1mol，其中用于制取HNO₃的NH₃的物质的量为x mol，被HNO₃吸收的NH₃的物质的量为ymol，则有：x＋y＝1、abx＝cy。

解得：x＝

y＝

氨的总利用率＝（xab＋yc）／1＝                    

解法二：假设第①步参加反应的氨气的物质的量为4mol，则：

生成硝酸的物质的量4abmol；

第③步需要氨气的物质的量为mol；

氨的总利用率＝＝