Question

已知空氣組成（ 體積分?jǐn)?shù) ） N₂  0.800      O₂  0.200，氨空氣氧化后的混合氣體組成如下（ 高溫下NO與O₂可以共存 ）NO  16mol     O₂ 7.00mol      H₂O  24.5mol       N₂  112mol
完成下列計(jì)算：
（1）該混合氣體中 NO全部轉(zhuǎn)化為HNO₃ 需要

 

摩爾 O₂．
（2）通入的空氣的體積是

 

升．（ 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 ）
（3）向該混合氣體中添加空氣使NO 完全轉(zhuǎn)化為 HNO₃，轉(zhuǎn)化后剩余氣體中（不含H₂O）氧氣體積分?jǐn)?shù)為 0.0500．添加空氣多少摩爾？
（4）該混合氣體的組成表明 NH₃ 氧化產(chǎn)生的NO超過16mol，有部分NO 已和O₂、H₂O 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HNO₃．這部分NO 是多少摩爾？

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）NO完全轉(zhuǎn)化為硝酸，發(fā)生反應(yīng)：4NO+3O₂ +2H₂O=4HNO₃，據(jù)此計(jì)算需要氧氣總物質(zhì)的量，減去混合氣體中氧氣物質(zhì)的量即為需要加入的氧氣；
（2）氮?dú)獠粎⒓臃磻?yīng)，結(jié)合氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)計(jì)算通入空氣體積；
（3）剩余氣體為氮?dú)�、氧氣混合氣體，假設(shè)需要通入空氣為xmol，表示混轉(zhuǎn)化后氮?dú)馕镔|(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)氧氣物質(zhì)的量，進(jìn)而表示出剩余氧氣物質(zhì)的量，利用體積分?jǐn)?shù)列方程計(jì)算；
（4）反應(yīng)過程中氮?dú)獾牧坎蛔�，結(jié)合氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)計(jì)算原空氣中氧氣物質(zhì)的量，根據(jù)4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O計(jì)算參加反應(yīng)的氧氣，計(jì)算反應(yīng)4NO+3O₂ +2H₂O=4HNO₃中消耗的氧氣，進(jìn)而計(jì)算轉(zhuǎn)化為HNO₃的NO．

解答： 解：（1）NO完全轉(zhuǎn)化為硝酸，發(fā)生反應(yīng)：4NO+3O₂ +2H₂O=4HNO₃，需要氧氣總物質(zhì)的量為16mol×

3

4

=12mol，減去混合氣體中氧氣物質(zhì)的量即為需要加入的氧氣，故需要加入的氧氣為12mol-7mol=5mol，故答案為：5；
（2）氮?dú)獠粎⒓臃磻?yīng)，N₂ 的體積分?jǐn)?shù)為0.800，故通入空氣體積為

112mol

0.8

×22.4L/mol=3136L，故答案為：3136；
（3）剩余氣體為氮?dú)�、氧氣混合氣體，假設(shè)需要通入空氣為xmol，表示混轉(zhuǎn)化后氮?dú)馕镔|(zhì)的量為112mol+0.8x mol，4NO+3O₂ +2H₂O=4HNO₃，需要氧氣總物質(zhì)的量為16mol×

3

4

=12mol，則剩余氧氣為0.2x mol+7mol-12mol=（0.2x-5）mol，則

0.2x-5

112x+0.8x+0.2x-5

=0.05，解得x=69，
答：添加空氣為69mol．
（4）空氣中氮?dú)馀c氧氣的物質(zhì)的量比4：1，反應(yīng)過程中氮?dú)獾牧坎蛔�，原來氧氣的物質(zhì)的量為112mol×

1

4

=28mol，由4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O可知，生成16molNO消耗氧氣為16mol×

5

4

=20mol，則4NO+3O₂ +2H₂O=4HNO₃中消耗氧氣為28mol-7mol-20mol=1mol，由方程式可知轉(zhuǎn)化為硝酸的這部分NO為1mol×

4

3

=

4

3

mol，
答：轉(zhuǎn)化為硝酸的這部分NO為

4

3

mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算、化學(xué)方程式計(jì)算，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，明確發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，難度中等．