Question

7．若由NH₃制NO的轉(zhuǎn)化率為94%，NO轉(zhuǎn)化為HNO₃的轉(zhuǎn)化率為95%．現(xiàn)以amol NH₃ 和足量空氣為原料（不考慮N₂的反應(yīng)，末轉(zhuǎn)化的NH₃和NO也未進(jìn)入后續(xù)變化中）最大程度制取NH₄N0₃，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化反應(yīng)丼恢復(fù)至室溫，向反應(yīng)后的混合物中加入m g水，得到密度為P g•mL^-1的NH₄N0₃溶液，計算溶液中NH₄N0₃物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 設(shè)制備硝酸的氨氣為xmol，則與硝酸反應(yīng)氨氣為（a-x）mol，根據(jù)氮原子守恒可知：NH₃～NO～HNO₃，將每一步轉(zhuǎn)化率都轉(zhuǎn)化為氨氣的利用率，表示出生成硝酸的物質(zhì)的量，由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃可知，與硝酸反應(yīng)的氨氣物質(zhì)的量等于硝酸的物質(zhì)的量，據(jù)此列方程計算x的值，進(jìn)而計算生成NH₄NO₃的物質(zhì)的量，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算溶液的體積，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算溶液中NH₄NO₃物質(zhì)的量濃度．

解答 解：設(shè)制備硝酸的氨氣為xmol，則與硝酸反應(yīng)氨氣為（a-x）mol，
由NH₃～NO～HNO₃，可知xmol氨氣可得到硝酸xmol×94%×95%=0.893x mol
由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃，則該反應(yīng)消耗的氨氣與硝酸的物質(zhì)的量相等，故0.893x mol=（a-x）mol，解得x=$\frac{a}{1.893}$，故生成NH₄NO₃為0.893x mol=$\frac{0.893a}{1.893}$mol，
則溶液質(zhì)量=mg+$\frac{0.893a}{1.893}$mol×80g/mol=（m+$\frac{71.44a}{1.893}$）g，
故溶液體積V=$\frac{（m+\frac{71.44a}{1.893}）g}{1000P/L}$=$\frac{1.893m+71.44a}{1893P}$L，
故溶液中NH₄NO₃物質(zhì)的量濃度為$\frac{\frac{0.893a}{1.893}mol}{\frac{1.893m+71.44a}{1893P}L}$=$\frac{893aP}{1.893m+71.44a}$mol/L，
答：溶液中NH₄NO₃物質(zhì)的量濃度為$\frac{893aP}{1.893m+71.44a}$mol/L．

點評 本題考查多步反應(yīng)有損失率的計算、物質(zhì)的量濃度計算，屬于字母型計算，增大計算難度，屬于易錯題目，注意利用關(guān)系式解答，難度中等．