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浓度...

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/07/17 10:43:32
氨气易溶于水,人们把氨气溶于水得到的溶液称为氨水.  ⑴.将标准状况下11.2L氨气溶于100ml水中,得到密度为0.860g·cm-3的氨水.求所得氨水 物质的量浓度. ⑵.人类也可主动参与氮循环,以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小,成本低等诸多优点.其过程大体如下: ┌→CO2 ─────────────────┑ H2O | | 一定条件 天然气 ────— | | ────→尿素 催化剂 | | ┖→H2 ────────┒ ──┙ │─→ NH3 ── ┑ ┌─ → N2 ━ ┙ | | | ───→NH4NO3 空气 ───| | ┖─→ O2──────────┙ ①.写出由CO2 和NH3 合成尿素[CO(NH2)2 ]的反因的化学方程式:_______________________ ②.某工厂以标准状况下的含CH4 90%的天然气10L为原料经过上述过程,只生产NH4NO3,不生产尿素,若生产中氮元素无损失,求最多可制得NH4NO3 化肥的质量.
解题思路: 1应用物质的量浓度的概念进行求算。氨气溶解于水后,得到氨水,溶质为氨分子。则溶质的物质的量浓度等于溶质的物质的量除以溶液的体积(注意体积单位要化为升)。而溶液体积最准确的求算等于溶液的质量除以溶液的密度,对于氨水而言溶液质量等于氨分子的质量加上水的质量。2根据框图明确合成的过程,采用关系式法和元素守恒法完成解答。
解题过程:
1
水忽略温度变化,密度认为是1.00g/cm3
则水的质量为100mL*1.00g/cm3=100g
氨气的物质的量为:11.2L/22.4L/mol=0.5mol;氨气的质量为:0.5mol*17g/mol=8.5g
溶液的体积最准确的求法为溶液的质量除以溶液的密度。
则氨水的物质的量浓度为
C=n/V=0.5mol/{[(100+8.5)/0.860g·cm-3]*10-3}L=3.96mol/L
2
根据框图及反应物组成分析可知,二氧化碳和氨气反应得到尿素,氧氢元素有剩余,则另外的物质应该为水
CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O
反应过程中元素无流失
天然气的体积为标准状况下10L,其中甲烷的含量为90%,则甲烷的体积为标准状况下9L,其物质的量为9L/22.4L/mol=9/22.4mol
通过反应流程可知,甲烷与与水反应得到二氧化碳和氢气,该反应为氧化还原反应,甲烷中碳做还原剂,水做氧化剂,甲烷中氢也做氧化剂,根据氧化还原完成配平。
CH4+2H2O=CO2+4H2
1 4
9/22.4mol 4*(9/22.4mol)=9/5.6mol
再根据氢气和氮气的反应,得到氢气与氨气的比例关系
N2+3H2= 2NH3
3 2
9/5.6mol 2/3*(9/5.6mol)=3/2.8mol
氨气与硝酸得到硝酸铵
NH3--------NH4NO3
1 1
3/2.8mol 3/2.8mol
故得到硝酸铵的质量为:3/2.8mol*80g/mol=85.71g
最终答案:略