Question

【题目】氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。

(1)写出合成塔中发生反应的化学方程式____________________，

(2)写出氧化炉中发生反应的化学方程式____________________

(3)A物质为______，向吸收塔中通入A的作用__________

(4)工业生产中为了盛装大量浓硝酸，可选择___作为罐体材料

A. 铜 B.铂 C.铝 D.镁

(5)为避免尾气氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。前者使用具有碱性的Na2CO3溶液等吸收尾气，后者在催化下使用NH3或其他物质将氮氧化物还原为N2。请以尾气中的NO2处理为例，写出相关反应的化学方程式____________、_____________。

Answer 1

【答案】N2+3H2 2NH3 4NH3+5O24NO+6H2O 空气(氧气) 促进NO转化为NO2 C O2+4NO2+2Na2CO3=2CO2+4NaNO3 (或 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2)

【解析】

氮气和氢气进入合成塔催化剂高温高压反应生成氨气，进入氨分离器，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是N2和H2，氨气进入氧化炉中发生反应为氨气的催化氧化，进入吸收塔，通入空气使NO2和NO全部转化为HNO3，得到尾气中的少量NO、NO2可以用NH3来处理，据此分析解答。

(1) 氮气和氢气进入合成塔催化剂高温高压反应生成氨气，合成塔中发生反应的化学方程式：N2+3H2 2NH3；

(2) 氨气进入氧化炉中发生反应为氨气的催化氧化，反应中N元素化合价由NH3中3价升高为NO中+2价，共升高5价，O元素由O2中0价降低为2价，共降低4价，化合价升降最小公倍数为20，故NH3系数为4，故O2系数为5，利用元素守恒平衡可知NO系数为4，H2O的系数为6，化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；

(3)氧化炉中出来的气体，先降温再进入吸收塔，吸收塔中通入空气发生反应2NO+O2=2NO2；4NO+3O2+2H2O=4HNO3；4NO2+O2+2H2O=4HNO3，所以通入空气作用为使NO2和NO全部转化为HNO3，A物质为氧气或空气，向吸收塔中通入A的作用是促进NO转化为NO2；

(4)铝与浓硝酸会发生钝化，工业生产中为了盛装大量浓硝酸，可选择铝作为罐体材料，浓硝酸有强氧化性，铜、铂、镁等大多数金属都会与浓硝酸反应，所以不能使用；

(5) 根据题中信息，使用具有碱性的Na2CO3溶液等吸收尾气，化学方程式为：O2+4NO2+2Na2CO3=2CO2+4NaNO3 (或 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2)；NO2和NH3反应生成氮气和水，反应的化学方程式为：。