题目内容

硝酸的工业制法是用氨氧化法制取，其法以氨和空气为原料，在催化剂的作用下，最后在吸收塔中用水吸收制取硝酸．其具体的工艺流程如下：
请回答下列问题：
精英家教网
（1）从吸收塔中出来的硝酸浓度大约是50%，不能直接用于军工、染料等工业，必须将其进入蒸馏塔制成98%以上的浓硝酸．某中学实验小组，在实验室模拟蒸馏塔中对稀硝酸蒸馏时应注意选择适宜的条件是
 
．原因是
 
．（请用化学方程式解释之）
（2）在氧化炉中只发生主反应①和副反应②
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ?mol-1①
4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1268kJ?mol-1②
试写出N2氧化为NO的热化学方程式
 
；
（3）在氧化炉中催化氧化时，有关物质的产率与温度的关系如下图：
精英家教网
据图可知工业上氨催化氧化生成NO时，应该控制温度在
 
左右，该反应所使用的催化剂是
 
．
温度高于900℃时，NO产率下降的可能原因是
 

 
．
（4）从氧化炉中出来的气体为什么不直接进入吸收塔，而是进入热交换器？这样做的优点是
 
．
（5）下列措施可提高氨催化氧化生成NO的产率的是
 
．
A．降低反应体系的压强              B．实际生产中采用物料比n（O2）/n（NH3）为1.7～2.0
C．研究开发使用效果更好的催化剂    D．升高反应体系的温度．
分析：（1）硝酸化学性质不稳定，见光或受热分解；
（2）由盖斯定律，（①-②）×
1
2
可得目标热化学方程式，据此计算；
（3）从转化率的大小与温度的关系选择反应的适宜温度；根据外界条件对化学平衡的影响分析NO产率下降的可能原因；
（4）一氧化氮和氧气反应为放热反应，结合节约能源进行解答；
（5）根据外界条件对氨催化氧化生成NO的化学平衡的影响分析；
解答：解：（1）硝酸热稳定性差，见光或受热分解4HNO3
 光照或加热 
.
 
4NO2↑+O2↑+2H2O，在实验室模拟蒸馏塔中对稀硝酸蒸馏时应注意选择适宜的条件是在低温条件下，
故答案为：在低温条件下；4HNO3
 光照或加热 
.
 
4NO2↑+O2↑+2H2O；
（2）由盖斯定律，（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氧化为NO的热化学方程式为N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+181.5 kJ?mol-1，
故答案为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+181.5 kJ?mol-1；
（3）从图象可以看在，反应温度在780～840℃，NO的产率最大，故选择800℃左右，该反应所使用的催化剂是铂或铂铑合金，
故答案为：800℃；铂或铂铑合金；
①4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ?mol-1该反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，NO产率下降，
故答案为：由于生成NO的反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，故转化率降低；
②由图可知，温度高于900℃时，4NH3+3O2?2N2+6H2O，生成N2的副反应增多，NO产率下降，
故答案为：由图可知，温度高于900℃时，生成N2的副反应增多．故NO产率降低；
（4）2NO+O2=2NO2，该反应是放热反应，从氧化炉中出来的气体进入热交换器，这样做既可以降低NO和O2混合气的温度，又可以预热NH3和空气，达到节约能源的目的，
故答案为：这样做既可以降低NO和O2混合气的温度，又可以预热NH3和空气，达到节约能源的目的；
（5）4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ?mol-1该反应是气体体积增大的、放热的反应，为了提高氨催化氧化生成NO的产率，需使化学平衡向正反应方向移动，可采取减小压强、降低温度、增大NH3的浓度，
故答案为：A、B；
点评：本题考查硝酸的工业制法，涉及反应热的计算、化学平衡影响因素等，题目较为综合，掌握盖斯定律的运用和影响平衡的因素是解答的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目

化学方程式练习


一、用化学方程式表示下列各种物质的实验室制法

1、O2(三种方法)：                       

                                       

                                       

2、H2：                                

3、Cl2：                               

4、NH3：                               

5、CO2：                              

6、NO：                                

二、用方程式表示工业生产过程（参考选修Ⅱ，带*的写离子方程式，注意反应条件）

1、氯碱工业（电解饱和食盐水）

  *阳极：                              

  *阴极：                              

  *总反应：                            

2、接触法制硫酸（硫铁矿为原料）

  ①沸腾炉：                            ；其中氧化产物为：              

  ②接触室：                           ；

        V2O5的作用是            ，反应温度控制在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尾气处理：                          

3、海水提溴：

   *①氯化：                             

   ②吹出

   ③吸收：                            

   ④转化：                            

4、合成氨：

   ①由水和碳合成H2                    

                                       

   ②合成塔：                          

5、氨氧化制硝酸

   ①氧化炉：                          

   ②吸收塔：                          

   ③制取化肥硝酸铵:                    

6、冶炼铝（冰晶石作熔剂）

   ①碱溶：                             

   ②沉淀：                             

   ③脱水：                             

   ④电解：*阳极：                      

           *阴极：                      

     总反应：                          

7、铝热法制铁

                                       

8、由三氧化钨制钨

                                         

9、工业制漂白粉

                                       

10、制玻璃

                                       

                                       

11、工业生产石灰浆

                                       

                                      

12、联合制碱法：

                                       

                                       

13、高纯硅的生产

                                      

                                      

                                     。

14、炼铁炼钢

  ①还原剂的生成：

                    ；                 

  ②铁的还原（将铁的氧化物，如Fe2O3还原）：

                                      

  ③将生铁脱硫去磷降低含碳量即得钢。


三、完成下列反应的化学方程式（注意写反应条件）。

1、Fe + H2O(g)=                        

2、C+ H2O(g) =                          

3、CO+ H2O(g) =                                             

4、F2+ H2O=                            

5、NH3+H2O                            

6、NO2+ H2O=                           

7、SO2+ H2O                                               

8、Cl2 + 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+ H2O                                           

17、NH4Cl+H2O                        

18、Na2CO3+H2O                                        

19、CuSO4+H2O电解                    

20、Na2S2O3 + HCl =                    

21、SiO2 + HF=                    

22、SiO2 + NaOH=                    

23、Na2SiO3+ HCl=                    


四、写出下列物质分别与NaOH溶液反应的化学方程式。

1、Si

2、Cl2                                                      

3、SiO2                               

4、SO2 (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、写出下列物质受热或光照的化学方程式。

1、NaHCO3                             

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、KMnO4                             

12、NH4Cl                             

13、HClO                             

14、CH4+Cl2                           

15、H2+Cl2                             

16、CuO                              


六、写出下列反应的化学方程式和离子方程式

1、SO2使溴水褪色：

                                                                           

2、SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色：

                                                                         

3、氢氧化铁溶于氢碘酸：

                                                                         

4、乙二酸（草酸）使酸性高锰酸钾溶液褪色 ：

                                                                        

5、用石灰水与小苏打溶液制烧碱：

                                                                        

6、硫酸氢铵与氢氧化钡溶液混合：

                                                                         

7、漂白粉溶液中充入足量CO2：

                                                                         

8、KHSO4与氢氧化钡溶液混合呈中性：

                                                                         

9、Fe3O4溶于稀硝酸：

                                                                        

10、明矾溶液中加Ba(OH)2溶液至沉淀量最大：

                                                                        


七、用离子方程式表示下列在溶液中的反应

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(物质的量之比为1:1)：

                                      

8、NaBr+Cl2：

                                               

       9、Fe+CuCl2：

                                      

10、Zn+AgNO3：

                                                     

11、纯碱水解：

                                      

12、明矾净水：

                                      

13、铜和稀硝酸：

                                      

14、配制银氨溶液：

                                                                          

15、Na2O2投入稀硫酸中：

                                      


八、写出下列物质在空气中变质的化学方程式

1、Na2SO3：                            

2、NaOH：                            

3、NO：                                                

4、Na：                               

5、Na2O2：                                                                   

6、铜生锈：                            

7、氯水：                                              

8、白磷：                            

9、稀硫酸酸化的FeSO4溶液变棕黄色

                                    

10、无色KI溶液变棕黄色

                                    

11、漂白粉失效：

                                    


九、写出下列反应的化学方程式

1、混合H2S和SO2生成硫和水：

                                      

2、炭加热放入浓硫酸中：

                                      

3、乙醇催化氧化为乙醛：

                                      

4、乙醛与银氨溶液反应：

                                      

5、乙醛与新制Cu(OH)2加热：

                                      

6、铜与浓硫酸共热：

                                      

7、氧化硫通入浓溴水：

                                      

8、铜与浓硝酸反应：

                                      

9、木炭和浓硝酸共热：

                                      

10、FeCl3溶液中加入KI溶液：

                                      

11、高锰酸钾固体中滴入浓盐酸：

                                      

12、氨水通入少量SO2：

                                      

13、偏铝酸钠溶液中加足量稀硫酸：

                                      

14、NaAlO2溶液中充入足量CO2：

                                      

15、Ba(AlO2)2溶液中加入硫酸铝溶液：

                                      

16、氢氧化亚铁水溶液在空气中变质：

                                      

12、氯化铁溶液溶解铜：

                                    


十、按要求写方程式

1、写出高温条件下发生的置换反应四个：

  ①                                   

  ②                                   

  ③                                   

  ④                                   


2、写出一个点燃条件下的置换反应：

                                      

3、写出一个加热条件下的置换反应：

                                      

4、写出一个有三种反应物的置换反应：

                                      

5、写出工业生产中需要高温条件的反应（不少于5个）的化学方程式：

                                       

                                       

                                       

                                       

                                       

                                       


6、试设计一个实验，检验某溶液中存在Fe2+，请在下面的横线上按操作顺序写出相应的离子方程式：                                                                       。

7、治疗胃酸过多的药物中常用Al(OH)3，如何用氧化铝制取氢氧化铝？要求制取过程中酸碱的用量降到最少。按生产顺序写出相关的离子方程式：                                                                   。

8、化学反应中有的具有相似性，有的反应具有特殊性，试写出下列相关化学方程式，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、按要求写化学方程式

 ①碱性氧化物与水反应（举2例）

                                                                  

 ②碱性氧化物与酸反应（举2例）

                                                                  

 ③金属氧化物但不是碱性氧化物的氧化物与水反应（举一例）

                                       

 ④酸性氧化物与水反应（举2例，其中一例为金属氧化物）

                                                                            

 ⑤能与水反应生成酸，但不是酸性氧化物也不是碱性氧化物氧化物与水反应的化学方程式：

                                      。

 ⑥列举不少于5类既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质，并分别写出它们与酸（HCl）、碱（NaOH）反应的离子方程式：

  A、物质化学式：                                                                          

B、物质化学式：                                                                                    

C、物质化学式：                                                                                  

D、物质化学式：                                                                                 

E、物质化学式：                                                                                     

F、物质化学式：                                                                                     

G、物质化学式：                                                                                 

10、某酸性氧化物，它能与某些酸反应，也能与碱反应，请写出这样的氧化物一种，并写出它与酸反应的化学方程式和与碱反应的离子方程式：

氧化物分子式：                                                                                  

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网