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：

Answer 1

解题思路：（1）反应的方程式为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），依据化学平衡三段式列式计算得到；恒压容器中压强大于恒容容器中，平衡正向进行，转化率增大；（2）由反应4NH3+5O2 催化剂 . 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3得：NH3+2O2=HNO3+H2O，根据方程式计算；（3）根据钠元素守恒计算．

（1）N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）

开始（mol） 1 3 0

转化（mol） x 3x 2x

平衡（mol）1-x 3-3x 2x

[1−x+3−3x+2x/1+3]=[15/16]，

x=0.125，

N₂的转化率a₁=[0.125/1]×100%=12.5%，

正反应是气体体积减小的反应，容器压强恒定，相当于在恒容的条件下增大压强，平衡向正反应进行，氮气的转化率增大，所以a₂＞a₁，

故答案为：12.5%；＞；

（2）由反应4NH₃+5O₂

催化剂

.

4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

得：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，

17 63 18

3.4t x y

3.4吨液氨产生的硝酸的质量为x=12.6t，水的质量为y=3.6t，

则理论上需加水的质量为：[12.6t/50%]-（12.6+3.6）t=9t

故答案为：9；

（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4a mol和a mol，

则4a+a=50mL×10^-3mL•L^-1×1.0 mol•L^-1×2，

解得：a=0.02 mol，

则2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，

0.04mol0.02mol 0.02mol

NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂

0.03mol0.03mol 0.06mol

于是，推出NO、NO₂的物质的量分别为：0.03 mol、0.07 mol，

即：NO所占的体积分数为

0.03

0.1×100%=30%．

故答案为：30%．

点评：

本题考点： 化学平衡的计算；化学方程式的有关计算．

考点点评： 本题考查化学平衡的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意结合反应的化学方程式和质量守恒解答该题．