Trong công nghiệp, người ta sản xuất nitric acid (HN3;) theo sơ đồ chuyển hoá sau:...

Để tính toán lượng không khí cần thiết để sản xuất 2 tấn axit nitric (HNO3) với nồng độ 63%, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau: ### Bước 1: Tính khối lượng axit nitric cần sản xuất Đầu tiên, chúng ta tính khối lượng axit nitric tinh khiết cần có: \[ \text{Khối lượng HNO}_3 \text{ tinh khiết} = 2 \, \text{tấn} \times 0.63 = 1.26 \, \text{tấn} = 1260 \, \text{kg} \] ### Bước 2: Tính khối lượng N cần để sản xuất HNO3 Theo phương trình phản ứng sản xuất HNO3, mỗi mol HNO3 cần 1 mol N. Tính khối lượng N cần thiết: - Khối lượng mol của HNO3 = 1 + 14 + 3 \times 16 = 63 g/mol. - Số mol HNO3 cần thiết: \[ \text{Số mol HNO}_3 = \frac{1260 \, \text{kg}}{0.063 \, \text{kg/mol}} \approx 20000 \, \text{mol} \] ### Bước 3: Tính khối lượng N cần thiết Khối lượng N cần cho sản xuất HNO3: \[ \text{Khối lượng N} = 20000 \, \text{mol} \times 14 \, \text{g/mol} = 280000 \, \text{g} = 280 \, \text{kg} \] ### Bước 4: Tính khối lượng N cần với hiệu suất Với hiệu suất 90%, khối lượng N cần dùng sẽ là: \[ \text{Khối lượng N cần dùng} = \frac{280 \, \text{kg}}{0.90} \approx 311.11 \, \text{kg} \] ### Bước 5: Tính thể tích N2 cần dùng Từ 1 mol N2 sản xuất được 2 mol N, nên cần: \[ \text{Khối lượng N2 cần} = \frac{311.11 \, \text{kg}}{2} = 155.56 \, \text{kg} \] - Khối lượng mol của N2 = 28 g/mol. - Số mol N2 cần: \[ \text{Số mol N2} = \frac{155560 \, \text{g}}{28 \, \text{g/mol}} \approx 5556.43 \, \text{mol} \] ### Bước 6: Tính thể tích N2 ở điều kiện tiêu chuẩn Thể tích 1 mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc) là 22.4 L (0.0224 m³): \[ \text{Thể tích N2} = 5556.43 \, \text{mol} \times 0.0224 \, \text{m³/mol} \approx 124.43 \, \text{m³} \] ### Bước 7: Tính thể tích không khí cần thiết Vì không khí chứa 78% N2 về thể tích, nên: \[ \text{Thể tích không khí} = \frac{124.43 \, \text{m³}}{0.78} \approx 159.61 \, \text{m³} \] ### Kết luận Làm tròn kết quả, thể tích không khí cần dùng là: \[ \boxed{160} \, \text{m³} \]