氨是一种重要的化工原料,氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为1∶3)。
衡含量(%) 温度(℃) | 0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 9 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
(1)利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(2)根据表中数据,在200℃和100MPa时,平衡体系中NH3的物质的量分数最高,而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。
(3)一定条件下,对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后,其他条件不变时,若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后,与原平衡相比,请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”):
| | 反应速率 | 平衡常数K | 氨的体积分数 |
| 变化情况 | | | |
| A.0.3mol | B.0.15mol | C.小于0.15mol | D.大于0.15mol,小于0.3mol |
下图为工业制备硝酸的设备示意图,其生产过程中发生的反应主要有:![]()
①4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(l) △H<0
②2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) △H<0
③3NO2(g)+H2O(l)
2HNO3(l) +NO(g) △H<0
(1)能使吸收塔内反应速率增大,且能提高HNO3产率的措施是 。
| A.适当升高温度 | B.适当增大吸收塔内的压强 |
| C.增大空气中O2的浓度 | D.吸收塔内填充瓷环,增大气液接触面 |
(3)某工厂每套设备每小时可生产20 t 63%的硝酸(密度为1.4 g/cm3)。假设工业生产硝酸过程中,通过循环操作可以使NH3、O2得以完全利用。
回答下列问题:
①该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是 。
②每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨?