題目列表(包括答案和解析)
工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如圖17所示:
請回答下列問題:
I.合成氨
(1)已知在一定的溫度下進(jìn)入裝置①的氮、氫混合氣體(按理論計量比混合)與從裝置①出來的混合氣體壓強(qiáng)之比為5: 4,則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為________________________。
II.氨的接觸氧化原理
已知1 :在9000C時,裝置②中反應(yīng)有:
除了上列反應(yīng)外,氨和一氧化氮相互作用:
;,還可能發(fā)生氨、一氧化氮的分解。
已知2:鉑一銘合金催化劑的催化機(jī)理為離解和結(jié)合兩過程,如圖18所示:由于鉑對NO和水分子的吸附力較小,有利于氮與氧原子結(jié)合,使得NO和水分子在鉑表面脫附,進(jìn)入氣相中。請回答第(2) (3)小題:
(2)完成熱化學(xué)方程式:;=________________。
(3)若沒有使用鉬一銠合金催化劑,氨氧化結(jié)果將主要生成________。說明催化劑對反應(yīng)有________
(4)溫度對一氧化氮產(chǎn)率的影響(圖19)
當(dāng)溫度大于900¾時,NO的產(chǎn)率下降的原因________________________(選填序號)。
A.促進(jìn)了一氧化氮的分解 B.促進(jìn)了氨的分解
C.使氨和一氧化氮的反應(yīng)平衡移動,生成更多N2
(15分)工來合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:
(1)工來生產(chǎn)時,制取氫氣的一個反應(yīng)為:,
①t℃時,往l L密閉容器中充人0.2 mol CO和0.3 mol水蒸氣,反應(yīng)建立平衡后,體系中c(H2)=0.12 mol?L-1,該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ;
②保持溫度不變,向上述平衡體系中再加入0.1 mol CO,當(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時,水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率(H2O)= 。
T(K) | T1 | 573 | T2 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
(2)合成塔中發(fā)生反應(yīng)為:
右表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知,表中T1 573K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH3和O2在鉑系催化劑作用下從145℃就開始反應(yīng):
4NH3+5O2NO+6H2O AH=-905kJ?mol-1,不同溫度下NO產(chǎn)率如圖所示,溫度高于900℃時,NO產(chǎn)率下降的原因 。
(4)吸收塔中反應(yīng)為:3NO2+H2O2HNO3+NO。從生產(chǎn)流程看,吸收塔中需要補(bǔ)充空氣,其原因是
(5)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷將氮氧化物還原為氮?dú)夂退,其反?yīng)機(jī)理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-574kJ?mol-1。;
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-1160 kJ?mol-1;
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為: 。
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