工业上用氨气与空气的混合气在一定条件下制硝酸，发生的反应是：①4NH3+5O2→4NO+6H2O②4NO+3O2+2H2O→4HNO3设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80，请完成下列填空及计算：（1）为

Question

工业上用氨气与空气的混合气在一定条件下制硝酸，发生的反应是：
①4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O
②4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃
设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80，请完成下列填空及计算：
（1）为使1mol氨气恰好完全转化化为硝酸，氨气与氧气的体积比为______，所得硝酸溶液的质量分数是______．
（2）现将1mol的氨气与8mol的空气混合反应，求所得硝酸的质量分数．

Answer 1

（1）根由方程式可得反应总方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，为使1mol氨气恰好完全转化化为硝酸，需要氧气为2mol，故氨气与氧气的体积比=1mol：2mol=1：2，
所得硝酸溶液中HNO₃与H₂O的物质的量之比为1：1，故所得硝酸溶液质量分数=(1mol×63g/mol)/(1mol×(63g/mol+18g/mol))×100%=77.8%，
故答案为：1：2；77.8%；
（2）8mol的空气中氧气的物质的量=0.2×8mol=1.6mol，则：
   4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O
   4    5   4   6
1mol 1.25mol 1mol 1.5mol
剩余氧气为1.6mol-1.25mol=0.35mol
     4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
     4   3    2     4
      0.35mol n（H₂O）  n（HNO₃）
n（H₂O）=(0.35mol×2)/(3)=(7)/(30)mol，n（HNO₃）=(0.35mol×4)/(3)=(7)/(15)mol
故所得溶液中水的物质的量=1.5mol-(7)/(30)mol=(38)/(30)mol，
故硝酸与水的物质的量之比=(7)/(15)mol：(38)/(30)mol=7：19，
则所得硝酸溶液质量分数=(7mol×63g/mol)/(7mol×63g/mol+19mol×18g/mol)×100%=56.32%，
答：所得硝酸的质量分数为56.32%．