Question

某化肥廠以氨和空氣（其中氧氣的體積分數為0.2）為原料生產硝酸銨過程如下：

其中反應①為4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O

（1）步驟②中發(fā)生了兩個反應，將這兩個化學方程式合并為一個化學方程式，可表示為_____________________________________。

（2）若不考慮副反應且各步反應均完全，為使生產過程中不再補充空氣，則原料氣中氨

    （包括第③步被硝酸吸收的氨）的體積分數最大值為____________。

（3）假設實際生產中，反應①、②中含氮物質的利用率分別為a、b，反應③中氨的利用率為c、硝酸的利用率為100％，則合成硝酸銨的整個流程中，氨的總利用率是多少？（要求寫出解題過程）

Answer 1

（1）4NO＋3O₂＋2H₂O＝4HNO₃     

（2）1/6（或16.7%）

（3）解法一：假設消耗NH₃的總物質的量為1mol，其中用于制取HNO₃的NH₃的物質的量為x mol，被HNO₃吸收的NH₃的物質的量為ymol，則有：x＋y＝1、abx＝cy。

解得：x＝

y＝

氨的總利用率＝（xab＋yc）／1＝                    

解法二：假設第①步參加反應的氨氣的物質的量為4mol，則：

生成硝酸的物質的量4abmol；

第③步需要氨氣的物質的量為mol；

氨的總利用率＝＝