演習問題5 反応量計算 (2)
硝酸は,工業的には,アンモニアの空気酸化によってつくられる。 白金を触媒とし、約800℃でアン
モニアを過剰の空気と反応させて、一酸化窒素をつくる。これを空気中でさらに酸化して二酸化窒素に変
え,熱水と反応させて硝酸にする。 これはオストワルト法と呼ばれている硝酸の製造法である。アンモニ
アから硝酸ができるまでを1つの化学反応式で表せば次のようになる。
NH3 + 202 → HNO3 + H2O
E
いま, 10molのアンモニアを空気と混合して800℃の白金触媒層に通す。この場合, 混合する空気量
を調節して、酸素が上の化学反応式の量的関係よりも物質量で20%だけ過剰になるようにする。 白金触
媒層でアンモニアの物質量の80%が反応して一酸化窒素と水だけが生じる場合, 触媒層出口のガスは,
アンモニア
a |mol, 窒素 b | mol, 酸素 C mol, 一酸化窒素 d | mol, 水 e
mol を含む。
する。
a
e
に適切な数値を入れよ。 ただし, 空気は物質量で窒素 80%, 酸素 20%からなると
(京都大 (改))