题目内容
【题目】学生设计的用氨催化氧化法制取少量HNO3溶液的实验装置如图所示：
（1）实验室制备NH3，下列方法中适宜选用的是__（填序号）。
①固态氯化铵与熟石灰混合加热
②固态氯化铵加热分解
③碱石灰中滴加浓氨水
④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热
（2）装置B中发生反应的化学方程式为__；
（3）装置C的作用是__；装置C中的现象___；为确保装置D中尽可能多地生成HNO3，所通入O2和NH3的体积比应大于___；
（4）装置D中发生的反应化学方程式为___。(请分步写出化学方程式）
【答案】①③ 4NH3+5O2
4NO+6H2O 吸收未反应的NH3 气泡从浓硫酸中冒出，且装置C内的上部呈红棕色 2：1 3NO2+H2O═2HNO3+NO、2NO+O2=2NO2
【解析】
NH3与O2一起通入A装置，可以将两种气体混合，还能通过A中冒气泡的情况调节两种气体进入的速率；A中盛放氨水是为了防止NH3溶解；气体进入B装置后，在Pt丝的催化下发生反应：4NH3+5O2
4NO+6H2O，混合气体经过浓硫酸吸收NH3后进入D装置，与H2O反应生成HNO3。
(1) ①固态氯化铵与熟石灰混合加热是实验室制氨气的主要方法，①选；
②固态氯化铵加热分解成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气遇冷重新反应生成氯化铵，不能制得氨气，②不选；
③碱石灰中滴加浓氨水，碱石灰溶于水放热促进一水合氨分解，且增大氢氧根离子浓度促进氨气逸出，也是实验室制氨气的方法之一，③选；
④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热，可以生成氨气，但氨气极易溶于水，所以此方法制得氨气量少，不适合实验室制备氨气，④不选；
故选：①③；
(2)氨催化氧化生成一氧化氮和水，方程式为： 4NH3+5O24NO+6H2O；
(3)装置C中浓硫酸的作用是吸收未反应的NH3，装置B中产生的NO通过浓硫酸时，可看到浓硫酸中有气泡冒出，同时NO在装置C的上部与O2迅速反应生成红棕色的NO2；为确保装置D中尽可能多地生成HNO3，就是NH3通过转化后全部生成HNO3，由4NH3+5O24NO+6H2O及4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得： NH3+2O2=HNO3+H2O，由此可见通入O2和NH3的体积比应大于2： 1；
(4)在装置D中，NO2与H2O反应生成硝酸和一氧化氮，方程式为： 3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成的NO又可以和O2反应，方程式为： 2NO+O2=2NO2。
【题目】美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如图所示：
(1)此流程的第Ⅱ步反应为：CO(g)＋H2O(g) 
H2(g)＋CO2(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K＝____________；反应的平衡常数随温度的变化如下表所示。
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1 000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
从上表可以推断：此反应是__________(填“吸”或“放”)热反应。
在830 ℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol，则达到平衡后CO的转化率为________。
(2)此流程的第Ⅱ步反应CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)，在830 ℃时，以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有________(填实验编号)。
实验编号 | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中，判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的标志是________(填序号)。
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤体系的温度不再发生变化 ⑥v(CO2正)＝v(H2O逆)
(4)下图表示此流程的第Ⅱ步反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻分别因改变某个条件而发生变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件可能是________________________(写出两种)。
