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+6H2O⑴步骤②中发生了两个反应,将这两个化学方程
题型:不详难度:来源:
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 ⑴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_____________ ________________________。 ⑵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____________。 ⑶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? |
答案
(1)4NO+3O2+2H2O=4HNO3 (2)1/6(或16.7%) |
解析
本题考查了在工业流程背景下的化学计算,关键是能够准确的找出各生产原料和产物间的关系,然后根据所找到的比例关系进行相应计算.找关系式的一种方法就是将方程式当作代数式进行相应的消元,得出我们需要的相关物质的关系。 ⑴反应②涉及这样几步反应: 2NO+O2 = 2NO2 I 3NO2+H2O = 2HNO3+NO II I×3+II×2,消去中间物NO2,得 :4NO+3O2 +2H2O = 4HNO3 ⑵整个过程包括这样几步反应: 4NH3+5O24NO+6H2O ① 4NO+3O2 +2H2O = 4HNO3 ② NH3+HNO3 = NH4NO3 ③ ①+ ②+③×4,约简得: 2NH3++2O2 = NH4NO3 + H2O 由n(NH3):n(O2)=1:1 推知V(NH3):V(空气)=1:5 (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== |
举一反三
A.氯化钠 | B.固体硝酸铵 | C.固体氢氧化钠 | D.生石灰 |
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A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性 | B.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定 | C.常温下,浓硝酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硝酸不反应 | D.反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能进行,说明硫化铜既不溶于水,也不溶于稀硫酸 |
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A.0.12 mol | B.0.11 mol | C.0.09 mol | D.0.08 mol |
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A.HCl和CO2 | B.NH3和CH4 | C.SO2和CO | D.NO和NO2 |
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