硝酸的工業(yè)制法是用氨氧化法制取,其法以氨和空氣為原料,在催化劑的作用下,最后在吸收塔中用水吸收制取硝酸.其具體的工藝流程如下:
請回答下列問題:
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(1)從吸收塔中出來的硝酸濃度大約是50%,不能直接用于軍工、染料等工業(yè),必須將其進(jìn)入蒸餾塔制成98%以上的濃硝酸.某中學(xué)實驗小組,在實驗室模擬蒸餾塔中對稀硝酸蒸餾時應(yīng)注意選擇適宜的條件是
 
.原因是
 
.(請用化學(xué)方程式解釋之)
(2)在氧化爐中只發(fā)生主反應(yīng)①和副反應(yīng)②
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ?mol-1
4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g);△H=-1268kJ?mol-1
試寫出N2氧化為NO的熱化學(xué)方程式
 
;
(3)在氧化爐中催化氧化時,有關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如下圖:
精英家教網(wǎng)
據(jù)圖可知工業(yè)上氨催化氧化生成NO時,應(yīng)該控制溫度在
 
左右,該反應(yīng)所使用的催化劑是
 

溫度高于900℃時,NO產(chǎn)率下降的可能原因是
 

 

(4)從氧化爐中出來的氣體為什么不直接進(jìn)入吸收塔,而是進(jìn)入熱交換器?這樣做的優(yōu)點是
 

(5)下列措施可提高氨催化氧化生成NO的產(chǎn)率的是
 

A.降低反應(yīng)體系的壓強              B.實際生產(chǎn)中采用物料比n(O2)/n(NH3)為1.7~2.0
C.研究開發(fā)使用效果更好的催化劑    D.升高反應(yīng)體系的溫度.
分析:(1)硝酸化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,見光或受熱分解;
(2)由蓋斯定律,(①-②)×
1
2
可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式,據(jù)此計算;
(3)從轉(zhuǎn)化率的大小與溫度的關(guān)系選擇反應(yīng)的適宜溫度;根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響分析NO產(chǎn)率下降的可能原因;
(4)一氧化氮和氧氣反應(yīng)為放熱反應(yīng),結(jié)合節(jié)約能源進(jìn)行解答;
(5)根據(jù)外界條件對氨催化氧化生成NO的化學(xué)平衡的影響分析;
解答:解:(1)硝酸熱穩(wěn)定性差,見光或受熱分解4HNO3
 光照或加熱 
.
 
4NO2↑+O2↑+2H2O,在實驗室模擬蒸餾塔中對稀硝酸蒸餾時應(yīng)注意選擇適宜的條件是在低溫條件下,
故答案為:在低溫條件下;4HNO3
 光照或加熱 
.
 
4NO2↑+O2↑+2H2O;
(2)由蓋斯定律,(①-②)×
1
2
可得N2(g)+O2(g)?2NO(g),故△H=
1
2
×[(-905kJ/mol)-(-1258kJ/mol)]=+181.5 kJ/mol,所以N2氧化為NO的熱化學(xué)方程式為N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+181.5 kJ?mol-1,
故答案為:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+181.5 kJ?mol-1;
(3)從圖象可以看在,反應(yīng)溫度在780~840℃,NO的產(chǎn)率最大,故選擇800℃左右,該反應(yīng)所使用的催化劑是鉑或鉑銠合金,
故答案為:800℃;鉑或鉑銠合金;
①4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ?mol-1該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO產(chǎn)率下降,
故答案為:由于生成NO的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,故轉(zhuǎn)化率降低;
②由圖可知,溫度高于900℃時,4NH3+3O2?2N2+6H2O,生成N2的副反應(yīng)增多,NO產(chǎn)率下降,
故答案為:由圖可知,溫度高于900℃時,生成N2的副反應(yīng)增多.故NO產(chǎn)率降低;
(4)2NO+O2=2NO2,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),從氧化爐中出來的氣體進(jìn)入熱交換器,這樣做既可以降低NO和O2混合氣的溫度,又可以預(yù)熱NH3和空氣,達(dá)到節(jié)約能源的目的,
故答案為:這樣做既可以降低NO和O2混合氣的溫度,又可以預(yù)熱NH3和空氣,達(dá)到節(jié)約能源的目的;
(5)4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ?mol-1該反應(yīng)是氣體體積增大的、放熱的反應(yīng),為了提高氨催化氧化生成NO的產(chǎn)率,需使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,可采取減小壓強、降低溫度、增大NH3的濃度,
故答案為:A、B;
點評:本題考查硝酸的工業(yè)制法,涉及反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡影響因素等,題目較為綜合,掌握蓋斯定律的運用和影響平衡的因素是解答的關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

化學(xué)方程式練習(xí)


一、用化學(xué)方程式表示下列各種物質(zhì)的實驗室制法

1、O2(三種方法):                       

                                       

                                       

2、H2                                

3、Cl2                               

4、NH3                               

5、CO2                              

6、NO:                                

二、用方程式表示工業(yè)生產(chǎn)過程(參考選修Ⅱ,帶*的寫離子方程式,注意反應(yīng)條件)

1、氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水)

  *陽極:                              

  *陰極:                              

  *總反應(yīng):                            

2、接觸法制硫酸(硫鐵礦為原料)

  ①沸騰爐:                            ;其中氧化產(chǎn)物為:              

  ②接觸室:                           ;

        V2O5的作用是            ,反應(yīng)溫度控制在400~500℃的原因是       

                                        

                                    

  ③吸收塔:                            

        用98%H2SO4吸收SO3而不用水直接吸收的原因是                   

                                  

  ④尾氣處理:                          

3、海水提溴:

   *①氯化:                             

   ②吹出

   ③吸收:                            

   ④轉(zhuǎn)化:                            

4、合成氨:

   ①由水和碳合成H2                    

                                       

   ②合成塔:                          

5、氨氧化制硝酸

   ①氧化爐:                          

   ②吸收塔:                          

   ③制取化肥硝酸銨:                    

6、冶煉鋁(冰晶石作熔劑)

   ①堿溶:                             

   ②沉淀:                             

   ③脫水:                             

   ④電解:*陽極:                      

           *陰極:                      

     總反應(yīng):                          

7、鋁熱法制鐵

                                       

8、由三氧化鎢制鎢

                                         

9、工業(yè)制漂白粉

                                       

10、制玻璃

                                       

                                       

11、工業(yè)生產(chǎn)石灰漿

                                       

                                      

12、聯(lián)合制堿法:

                                       

                                       

13、高純硅的生產(chǎn)

                                      

                                      

                                     。

14、煉鐵煉鋼

  ①還原劑的生成:

                                     

  ②鐵的還原(將鐵的氧化物,如Fe2O3還原):

                                      

  ③將生鐵脫硫去磷降低含碳量即得鋼。


三、完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式(注意寫反應(yīng)條件)。

1、Fe + H2O(g)=                        

2、C+ H2O(g) =                          

3、CO+ H2O(g) =                                             

4、F2+ H2O=                            

5、NH3+H2                           

6、NO2+ H2O=                           

7、SO2+ H2                                              

8、Cl+ H2O=                           

9、K + H2O=                            

10、Na2O2+ H2O=                         

11、CaC2+ H2O=                         

12、Mg3N2+ H2O =                       

13、Al + NaOH+ H2O=                    

14、CaCO3+ H2O+ CO2=                  

15、Fe(OH)2+ H2O+ O2=                  

16、FeCl3+ H2                                          

17、NH4Cl+H2O                        

18、Na2CO3+H2O                                        

19、CuSO4+H2O電解                    

20、Na2S2O3 + HCl =                    

21、SiO2 + HF=                    

22、SiO2 + NaOH=                    

23、Na2SiO3+ HCl=                    


四、寫出下列物質(zhì)分別與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。

1、Si

2、Cl2                                                      

3、SiO2                               

4、SO(足量)                          

5、CO2(小量)                          

6、H3PO4                            

7、H2SO4                             

8、CH3Br                                              

9、Al                                

10、Al2O3                             

11、AlCl3                            

12、Al(OH)3                          

13、CuSO4                           

14、NaHCO3                           

15、Ca(HCO3)2(足量)                        

16、(NH4)2SO4                          


五、寫出下列物質(zhì)受熱或光照的化學(xué)方程式。

1、NaHCO                            

2、HNO3                               

3、AgBr                                                   

4、H2SO3                               

5、NH4HCO3                                            

6、Cu(OH)2                             

7、Ca(HCO3)2                           

8、Cu2(OH)2CO3                         

9、H2O2                                

10、KClO3                              

11、KMnO                            

12、NH4Cl                             

13、HClO                             

14、CH4+Cl2                           

15、H2+Cl2                             

16、CuO                              


六、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式

1、SO2使溴水褪色:

                                                                           

2、SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色:

                                                                         

3、氫氧化鐵溶于氫碘酸:

                                                                         

4、乙二酸(草酸)使酸性高錳酸鉀溶液褪色 

                                                                        

5、用石灰水與小蘇打溶液制燒堿:

                                                                        

6、硫酸氫銨與氫氧化鋇溶液混合:

                                                                         

7、漂白粉溶液中充入足量CO2

                                                                         

8、KHSO4與氫氧化鋇溶液混合呈中性:

                                                                         

9、Fe3O4溶于稀硝酸:

                                                                        

10、明礬溶液中加Ba(OH)2溶液至沉淀量最大:

                                                                        


七、用離子方程式表示下列在溶液中的反應(yīng)

1、KCl+AgNO3

                                                                

2、Ba(OH)2+H2SO4

                                      

3、BaCO3+HCl:

                                      

4、Cu(OH)2+HCl:

                                      

5、Fe(OH)2+HNO3(稀) :

                                      

6、FeCl3+KSCN:

                                      

7、FeBr2+Cl2(物質(zhì)的量之比為1:1):

                                      

8、NaBr+Cl2

                                               

       9、Fe+CuCl2

                                      

10、Zn+AgNO3

                                                     

11、純堿水解:

                                      

12、明礬凈水:

                                      

13、銅和稀硝酸:

                                      

14、配制銀氨溶液:

                                                                          

15、Na2O2投入稀硫酸中:

                                      


八、寫出下列物質(zhì)在空氣中變質(zhì)的化學(xué)方程式

1、Na2SO3                            

2、NaOH:                            

3、NO:                                                

4、Na:                               

5、Na2O2                                                                   

6、銅生銹:                            

7、氯水:                                              

8、白磷:                            

9、稀硫酸酸化的FeSO4溶液變棕黃色

                                    

10、無色KI溶液變棕黃色

                                    

11、漂白粉失效:

                                    


九、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式

1、混合H2S和SO2生成硫和水:

                                      

2、炭加熱放入濃硫酸中:

                                      

3、乙醇催化氧化為乙醛:

                                      

4、乙醛與銀氨溶液反應(yīng):

                                      

5、乙醛與新制Cu(OH)2加熱:

                                      

6、銅與濃硫酸共熱:

                                      

7、氧化硫通入濃溴水:

                                      

8、銅與濃硝酸反應(yīng):

                                      

9、木炭和濃硝酸共熱:

                                      

10、FeCl3溶液中加入KI溶液:

                                      

11、高錳酸鉀固體中滴入濃鹽酸:

                                      

12、氨水通入少量SO2

                                      

13、偏鋁酸鈉溶液中加足量稀硫酸:

                                      

14、NaAlO2溶液中充入足量CO2

                                      

15、Ba(AlO2)2溶液中加入硫酸鋁溶液:

                                      

16、氫氧化亞鐵水溶液在空氣中變質(zhì):

                                      

12、氯化鐵溶液溶解銅:

                                    


十、按要求寫方程式

1、寫出高溫條件下發(fā)生的置換反應(yīng)四個:

                                     

                                     

                                     

                                     


2、寫出一個點燃條件下的置換反應(yīng):

                                      

3、寫出一個加熱條件下的置換反應(yīng):

                                      

4、寫出一個有三種反應(yīng)物的置換反應(yīng):

                                      

5、寫出工業(yè)生產(chǎn)中需要高溫條件的反應(yīng)(不少于5個)的化學(xué)方程式:

                                       

                                       

                                       

                                       

                                       

                                       


6、試設(shè)計一個實驗,檢驗?zāi)橙芤褐写嬖贔e2+,請在下面的橫線上按操作順序?qū)懗鱿鄳?yīng)的離子方程式:                                                                       。

7、治療胃酸過多的藥物中常用Al(OH)3,如何用氧化鋁制取氫氧化鋁?要求制取過程中酸堿的用量降到最少。按生產(chǎn)順序?qū)懗鱿嚓P(guān)的離子方程式:                                                                   。

8、化學(xué)反應(yīng)中有的具有相似性,有的反應(yīng)具有特殊性,試寫出下列相關(guān)化學(xué)方程式,并思考其中的原因:

①  Li + O2

Na + O2

②  Mg + CO2

Mg + SO2

③  Na2O2 + CO2

Na2O2 + SO2

KO2 + CO2

④  F2 + H2O

Cl2 + H2O

⑤  Fe + Cl2

Fe + I2

⑥  Fe(OH)3 + HCl

Fe(OH)3 + HI

9、按要求寫化學(xué)方程式

 ①堿性氧化物與水反應(yīng)(舉2例)

                                                                  

 ②堿性氧化物與酸反應(yīng)(舉2例)

                                                                  

 ③金屬氧化物但不是堿性氧化物的氧化物與水反應(yīng)(舉一例)

                                       

 ④酸性氧化物與水反應(yīng)(舉2例,其中一例為金屬氧化物)

                                                                            

 ⑤能與水反應(yīng)生成酸,但不是酸性氧化物也不是堿性氧化物氧化物與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:

                                      。

 ⑥列舉不少于5類既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng)的物質(zhì),并分別寫出它們與酸(HCl)、堿(NaOH)反應(yīng)的離子方程式:

  A、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                          

B、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                                    

C、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                                  

D、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                                 

E、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                                     

F、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                                     

G、物質(zhì)化學(xué)式:                                                                                 

10、某酸性氧化物,它能與某些酸反應(yīng),也能與堿反應(yīng),請寫出這樣的氧化物一種,并寫出它與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和與堿反應(yīng)的離子方程式:

氧化物分子式:                                                                                  

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