题目内容
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＋5O2
4NO＋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？
其中反应①为4NH3＋5O2
4NO＋6H2O⑴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？
（1）4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3
（2）1/6（或16.7%）
（2）1/6（或16.7%）
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＝
＝
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＋5O2
4NO＋6H2O ①4NO+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＝＝ 
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