题目

硝酸是重要的化工原料，工业上用氨催化氧化法生产硝酸，反应如下：①氧化炉：4NH3+5O2→4NO+6H2O②吸收塔：4NO+3O2+2H2O→4HNO3设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80．完成下列计算： （1） 1molNH3完全转化为NO至少需要空气 mol．工业上先将氨气和空气混合好，在氧化炉反应后直接通入吸收塔中用冷水吸收，为了确保吸收效果，第②步反应要求氧气至少过量20%，计算起始时空气与氨气的体积比至少为 （2） 硝酸工业产生的氮氧化物尾气（NO和NO2），可用烧碱吸收，反应如下：①NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O②2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O现有含0.5mol氮氧化物的尾气，用8mol/L的NaOH溶液完全吸收，吸收后的溶液中c（OH﹣）：c（NO2﹣）：c（NO3﹣）=5：4：1．所用NaOH溶液的体积为 mL．若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx ， 则x=． （3） 工业上用硝酸与氨气反应制取硝酸铵：HNO3+NH3→NH4NO3 ， 反应时NH3的吸收率为97%，硝酸的利用率为98%．在用氨气制取硝酸时，氨气的利用率为90%．计算生产80吨的硝酸铵共需氨气多少吨？（保留1位小数） 答案： 【1】6.25【2】10.75 【1】125【2】1.7 解：整个过程中氨气有2部分作用，一是制备硝酸，由N元素守恒可得关系式NH3～HNO3，二是与硝酸反应得到NH4NO3，由方程式可知实际利用的氨气与硝酸物质的量相等，二者质量之比为17：63，生产80吨的硝酸铵时，参加反应氨气为80吨× 780 =17吨，需要硝酸为80吨﹣17吨=63吨，合成NH4NO3时NH3的吸收率为97%，故投入的氨气17吨÷97%=17.53吨， 设合成硝酸需要氨气为m，则：     NH3～～～HNO3     17      63m×90%×98%   63吨所以17：63=m×90%×98%：63吨，解得m=19.27故需要氨气总质量为17.53吨+19.27吨=36.8吨，答：需要氨气36.8吨．

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