Question

（10分）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氮气直接合成氨，制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。

在一定条件下，若N₂和H₂以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20.0%，则：

（1）合成氨反应达到平衡的标志   ▲  。

A．容器内气体压强保持不变     

B．容器内各物质的浓度不随时间变化

C．当υ(H₂,正)=0.3mol·L^-1·min^-1，υ(NH₃,逆)=0.2mol·L^-1·min^-1时

D．1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成

（2）达到平衡时，N₂和H₂的转化率分别为  ▲   。

（3）用氨催化氧化可生产硝酸，取所生产的硝酸溶液100mL，与足量的铜反应，生成的NO₂和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L，物质的量之比为2:1，求所生产硝酸的物质的量浓度？(请写出该小题的计算过程)

   ▲   。

（4）某厂用NH₃生产硝酸，然后再制硝酸铵，其过程如下：

 

其中反应②为：4NO＋3O₂＋2H₂O4HNO₃，原料气为氨气和空气的混合物。

若实际生产中，反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c，则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为   ▲   。

 

Answer 1

（1）ABCD（2 分）

（2）均为33.3%（2 分）

（3） n(NO₂) + n(NO)=6.72 L/22.4 L/mol

n(NO₂)∶n(NO)= 2:1

n(NO₂)=0.2mol      n(NO)=0.1 mol

n (HNO₃)=n(Cu)×2+ n(NO₂) + n(NO)= (0.2 mol /2 + 0.1 mol×3/2) ×2+ 0.2mol + 0.1 mol

       =0.8 mol

c(HNO₃)=0.8 mol/100 mL/1000 mL/L= 8 mol/L  (3分)

（4）1/（1+ab）（3 分）

解析: