硝酸是一种重要的工业原料，工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过

程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。

I．甲、乙分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置

⑴ 氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有控制气体流速、  ▲  。

⑵ 用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，铂丝保

持红热的原因是    ▲    ，写出乙装置中氨氧化的化学方程式  ▲  。反应结束后锥形瓶内的溶

液中含有H^＋、OH^－、  ▲   、  ▲   离子。

II．工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假设不含N₂O₄），对生态环境和人类健康带来较大的威胁。

⑴ 工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x 。

已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应    

NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂          ① 

2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂    ②

当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的值不可能是   ▲   （填字母）。

A．1.3                 B．1.6             C．1.8

⑵ 尿素也可用于吸收处理NO_x，其反应原理为：

NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂     

2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。

当混合气体中NO、NO₂按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO)∶V(NO₂)＝5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝  ▲  （空气中氧气的体积含量约为20%）。

某温度下，反应2N₂O₅＝4NO₂+O₂开始进行时，c(N₂O₅)＝0.0408mol/L，经1min后，c(N₂O₅)＝0.030mol/L，则该反应的化学反应速率为

1. A.
   v(N₂O₅)＝1.8×10^-4mol/(L·s)
2. B.
   v(N₂O₅)＝1.08×10^-2mol/(L·s)
3. C.
   v(NO₂)＝1.8×10^-4mol/(L·s)
4. D.
   v(O₂)＝5.4×10^-3mol/(L·s)

汽车上的催化转化器可将尾气中的主要污染物转化成无毒物质，反应为：

2NO(g)＋2CO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)  DH＝-a kJ/mol（a＞0）

在某温度时，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

经分析，得出结论不正确的是

A．2～3 s间的平均反应速率v(NO)＝9×10^-5 mol/(L·s)

B．催化转化器对废气的转化速率在夏季时比冬季时高

C．若该催化转化器气舱容积为2 L，则达到平衡时反应放出热量1.8a J

D．该温度下，此反应的平衡常数K＝5000

氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。

（1）以CO₂与NH₃为原料合成化肥尿素的主要反应如下：

①2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol^－1

②NH₂CO₂NH₄(s)＝CO (NH₂)₂(s)＋H₂O(g)；ΔH＝a kJ·mol^－1

③2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol^－1

则a为                。

（2）反应2NH₃(g)＋CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)＋H₂O(g) 在合成塔中进行。下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH₃)/n(CO₂)]和水碳比[n(H₂O)/n(CO₂)]投料时二氧化碳转化率的情况。

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为：

A. 0.6～0.7       B. 1～1.1        C. 1.5～1.61

生产中应选用水碳比的数值为      （选填序号）。

②生产中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是    。

（3）尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：

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

①当烟气中NO、NO₂按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO₂)＝5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝       （空气中氧气的体积含量大约为20%）。

②下图是尿素含量对脱氮效率的影响，从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为            %。

（4）下图表示使用新型电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl－NH₄Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式              。生产中可分离出的物质A的化学式为        。

2

A.v(O₂)＝0.01 mol·L^－1·s^－1??

B.v(NO)＝0.008 mol·L^－1·s^－1??

C.v(H₂O)＝0.003 mol·L^－1·s^－1??

D.v(NH₃)＝0.004 mol·L^－1·s^－1??