Question

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：

	0	1	2	3	4
N2	1.500	1.400	1.200	C1	C1
H2	4.500	4.200	3.600	C2	C2
NH3	0	0.200	0.600	C3	C3

 

 

 

 

 

 

 

根据表中数据计算０～２小时内N₂的平均反应速率　　　　　　mol?L^-1?h^-1

若起始时与平衡时的压强之比为a，则N₂的转化率为　　　(用含a的代数式表示)

（2）希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法，在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式　　　　                      　　　　　

（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如右图）：

4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O　K₁=1×10⁵³（900℃）

4NH₃＋3O₂2N₂＋6H₂O　 K₂=1×10⁶⁷（900℃）

温度较低时以生成　　       　为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因　　　                     　。吸收塔中需要补充空气的原因                                         。

（4）尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成CO₂  和N₂请写出有关反应化学方程式　                       ，                 　　　　 。

Answer 1

(1)0.15（2分）    2(1－1/a)   （3分）

(2)N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃ （2分）

  (3)N₂ （1分）  生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降 （2分） 进一步与NO反应生成硝酸（1分）

(4) NO+NO₂+H₂O=2HNO₂；（1分）  CO (NH₂)₂+2HNO₂=CO₂+2N₂+3H₂O（1分）