Question

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）简述原料气N₂、H₂的                                。（2）下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：         

     A．浓硫酸     B．氯化钙     C．氯化镁      D．生石灰

（3）氨气和氧气145℃就开始反应，在不同温度和催化剂时生成不同产物（如图所示）：

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NO和NO₂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[CO(NH₂)₂]反应生成CO₂ 和N₂，请写出有关反应化学方程式：

　                   ，                          。

Answer 1

【知识点】工业合成氨与制备硝酸 化学平衡 O1  G2

【答案解析】（1）N₂来源于空气，H₂来源于焦炭与水蒸气的反应  

（2）A

（3）w.w.w.gkstk. c.o.m③N₂     生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降；   

       提高氨气的转化率，进一步 与NO反应生成硝酸

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

  解析：（1）空气中含有大量的氮气，所以生成氨气的原料N₂来源于空气，H₂来源于焦炭与水蒸气的反应产物水煤气，C+H₂OCO+H₂
（2）硝酸镁加入到蒸馏塔中作吸水剂，浓硫酸能吸水，而且难挥发，所以选用浓硫酸；
（3）由图可知低温主要产物为氮气N₂，
生成NO的反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，NO的转化率下降，
合成塔反应过程中产生NO，为充分利用，补充空气会进一步与NO反应生成硝酸，；
（4）由题目信息可知，NO、NO₂二者混合物与水反应生成亚硝酸，反应方程式为NO+NO₂+H₂O=2HNO₂；
亚硝酸再与尿素反应生成CO₂和N₂，反应方程式为CO（NH₂）₂+2HNO₂═CO₂↑+2N₂↑+3H₂O，

【思路点拨】本题考查了工业合成氨与制备硝酸，同时考查了化学平衡，综合性较强.