问题 填空题

(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

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   ▲  

答案

(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)="0.2" mol     n(NO)="0.1" mol

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

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