题目内容

用空气、焦炭、水作原料制备硝酸，有以下三种方案：

(Ⅰ)①从空气中分离出N2；

②C+H2O(g)CO+H2

CO+H2O(g)CO2+H2；

③N2+H2NH3NONO2HNO3。

(Ⅱ)从空气中分离出N2NONO2HNO3。

(Ⅲ)①从空气中分离出N2；

②2H2O2H2↑+O2↑；

③N2+H2NH3NONO2HNO3。

请分析、比较，________为最优方案。并请说出其他方案存在的问题：________________。

解析：实验方案的选择和评价因素除考虑反应的可行性还应考虑经济上是否合理，特别是在工业生产上。

答案：Ⅰ  方案Ⅱ：N2→NO需放电条件，耗电多，反应难以控制；方案Ⅲ：电解H2O产生H2，耗费大量电能

练习册系列答案
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用空气、焦炭、水为原料制备硝酸，有以下三种方案：

Ⅰ．①从空气中分离出N2

②C＋H2O(g)CO＋H2

CO＋H2O(g)CO2＋H2

③N2＋H2→NH3NONO2HNO3

Ⅱ．从空气中分离出N2NONO2HNO3

Ⅲ．①从空气中分离出N2

②2H2O2H2↑＋O2↑

③N2＋H2→NH3NONO2HNO3

请分析、比较________为最优方案．并请说出其他方案存在的问题：________，________．

（6分）工业上用NH3、氧气和水作原料，合成化肥硝酸铵100 t。
（1）需要NH3                 吨,需要氧气         吨。
（2）若NH3制NO转化率为96%，NO制HNO3转化率为92%，需要NH3      吨（保留两位小数）。
用空气、焦炭、水为原料制备硝酸，有以下三种方案：

Ⅰ.①从空气中分离出N2

②C＋H2O（g）CO＋H2

CO＋H2O（g）CO2＋H2

③N2＋H2→NH3→NO→NO2HNO3

Ⅱ.从空气中分离出N2→NO→NO2HNO3

Ⅲ.①从空气中分离出N2

②2H2O2H2↑＋O2↑

③N2＋H2→NH3NONO2HNO3

请分析、比较________为最优方案。并请说出其他方案存在的问题：_________________，_________________。

（6分）工业上用NH3、氧气和水作原料，合成化肥硝酸铵100 t。

（1）需要NH3                  吨,需要氧气          吨。

（2）若NH3制NO转化率为96%，NO制HNO3转化率为92%，需要NH3       吨（保留两位小数）。

【解析】（1）工业生成硝酸铵的反应式为NH3＋HNO3=NH4NO3，硝酸铵的物质的量是，所以根据原子守恒可知需要氨气的物质的量是，其质量是，即为42.5吨。其中一半的氨气用来生产硝酸，另一半用来生产硝酸铵。生产硝酸的反应为4NH3＋5O24NO＋6H2O、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。即NH3＋O2=HNO3＋H2O，所以需要氧气的物质的量是，其质量是×32g/mol=80×106g，即质量是80吨。

（2）根据（1）的分析可知生产硝酸的理论上需要氨气是21.25吨，所以根据有关转化率可计算，生产硝酸实际需要氨气是，所以最终需要的氨气是24.06t＋21.25t＝45.31t。

 

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