Question

在常溫常壓下，把a mol NH₃和O₂混合氣體充入密閉容器中，在催化劑存在下，加熱，充分反應，然后恢復到原來的溫度和壓強，若原混合氣體中O₂的體積分數為x，最后生成HNO₃ y mol，試用含x的解析式表達y。

 

Answer 1

答案：
解析：

在催化劑、加熱條件下發生且只發生4NH3＋5O2      4NO＋6H2O，冷卻后可能發生 2NO＋O2＝2NO2，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO即4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3。 當n(NH3):n(O2)≥4:5時只發生第一個反應而無HNO3生成。此時a(1－x):ax≥4:5，解得x≤5/9； 當n(NH3):n(O2) ≤1:2時，發生上述一系列反應，相當于2O2＋NH3＝HNO3＋H2O。此時a(1－x):ax≤1:2，解得x≥2/3，y＝n(NH3)＝a(1－x)； 當5/9＜x＜2/3時，先發生4NH3＋5O2＝4NO＋6H2O，余O2[ax-5a(1-x)/4]mol，生成a(1－x) mol NO；再發生4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，生成HNO3：3/4[ax-5a(1-x)/4]mol＝(3x-5/3)a mol（同時剩余有NO及H2O）。 考慮到0＜x＜1，可得：           上述結果表達成圖像：        y＝

提示：