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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如图17所示:
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请回答下列问题:
I.合成氨
(1)已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体(按理论计量比混合)与从装置①出来的混合气体压强之比为5: 4,则氮气的转化率为________________________。
II.氨的接触氧化原理
已知1 :在9000C时,装置②中反应有:
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除了上列反应外,氨和一氧化氮相互作用:
;
,还可能发生氨、一氧化氮的分解。
已知2:铂一铭合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程,如图18所示:由于铂对NO和水分子的吸附力较小,有利于氮与氧原子结合,使得NO和水分子在铂表面脱附,进入气相中。请回答第(2) (3)小题:
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(2)完成热化学方程式:
;
=________________。
(3)若没有使用钼一铑合金催化剂,氨氧化结果将主要生成________。说明催化剂对反应有________
(4)温度对一氧化氮产率的影响(图19)
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当温度大于900¾时,NO的产率下降的原因________________________(选填序号)。
A.促进了一氧化氮的分解 B.促进了氨的分解
C.使氨和一氧化氮的反应平衡移动,生成更多N2
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

完成下列问题:
Ⅰ.合成氨
(1)写出装置①中发生反应的化学方程式:______.
(2)已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体与从合成塔出来的混合气体压强之比为5:4,则氮的转化率为______.
Ⅱ.氨的接触氧化原理
(3)在900℃装置②中反应有:?
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g);△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 (900℃)
4NH3(g)+4O2(g)?4N2O(g)+6H2O(g);△H=-1103kJ?mol-1 K2=1×1061 (900℃)
4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g);△H=-1267kJ?mol-1 K3=1×1067 (900℃)
除了上列反应外,氨和一氧化氮相互作用:
4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g);△H=-1804kJ?mol-1,还可能发生氨、一氧化氮的分解.
完成热化学方程式:2NO(g)?N2(g)+O2(g);△H=______.
(4)铂-铑合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程,如图所示:

由于铂对NO和水分子的吸附力较小,有利于氮与氧原子结合,使得NO和水分子在铂表面脱附,进入气相中.若没有使用铂-铑合金催化剂,氨氧化结果将主要生成______.说明催化剂对反应有______.
(5)温度对一氧化氮产率的影响

当温度大于900℃时,NO的产率下降的原因______(选填序号)
A.促进了一氧化氮的分解
B.促进了氨的分解
C.使氨和一氧化氮的反应平衡移动,生成更多N2
(6)硝酸工业的尾气常用Na2CO3溶液处理,尾气的NO、NO2可全部被吸收,写出用Na2CO3溶液吸收的反应方程式______.
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完成下列问题:
Ⅰ.合成氨
(1)写出装置①中发生反应的化学方程式:______.
(2)已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体与从合成塔出来的混合气体压强之比为5:4,则氮的转化率为______.
Ⅱ.氨的接触氧化原理
(3)在900℃装置②中反应有:?
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g);△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 (900℃)
4NH3(g)+4O2(g)?4N2O(g)+6H2O(g);△H=-1103kJ?mol-1 K2=1×1061 (900℃)
4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g);△H=-1267kJ?mol-1 K3=1×1067 (900℃)
除了上列反应外,氨和一氧化氮相互作用:
4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g);△H=-1804kJ?mol-1,还可能发生氨、一氧化氮的分解.
完成热化学方程式:2NO(g)?N2(g)+O2(g);△H=______.
(4)铂-铑合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程,如图所示:
由于铂对NO和水分子的吸附力较小,有利于氮与氧原子结合,使得NO和水分子在铂表面脱附,进入气相中.若没有使用铂-铑合金催化剂,氨氧化结果将主要生成______.说明催化剂对反应有______.
(5)温度对一氧化氮产率的影响
当温度大于900℃时,NO的产率下降的原因______(选填序号)
A.促进了一氧化氮的分解
B.促进了氨的分解
C.使氨和一氧化氮的反应平衡移动,生成更多N2
(6)硝酸工业的尾气常用Na2CO3溶液处理,尾气的NO、NO2可全部被吸收,写出用Na2CO3溶液吸收的反应方程式______.
(1)写出装置①中发生反应(该反应为放热反应)的化学方程式:______________
(2)进入装置①的氮、氢混合气体(体积比为1:3)与反应达平衡后出来的混合气体压强之比为5:4,则氮气的转化率为______________。
(3)生产过程中氮气与氢气以1:2.8(体积比)进行投料,试从原料利用的角度解释原因_______________________
(4)已知在实际生产过程中装置①中温度控制在700K左右,这样做的目的是:
①该温度下铁触媒的活性最大,催化效果最佳;
②____________________
Ⅱ.氨的接触氧化原理
(5)在装置②中反应有:
4NH3(g) + 5O2(g)
4NH3(g) + 3O2(g)
除了上列反应外还可能发生一氧化氮的分解。完成热化学方程式:
2NO(g)
(6)根据下图信息回答问题
(15分)工来合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:![]()
(1)工来生产时,制取氢气的一个反应为:
,
①t℃时,往l L密闭容器中充人0.2 mol CO和0.3 mol水蒸气,反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12 mol?L-1,该温度下此反应的平衡常数K= ;
②保持温度不变,向上述平衡体系中再加入0.1 mol CO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的总转化率
(H2O)= 。
T(K) | T1 | 573 | T2 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
(2)合成塔中发生反应为:
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右表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 573K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:
4NH3+5O2
NO+6H2O AH=-905kJ?mol-1,不同温度下NO产率如图所示,温度高于900℃时,NO产率下降的原因 。
(4)吸收塔中反应为:3NO2+H2O
2HNO3+NO。从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是
(5)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
H=-574kJ?mol-1。;
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
H=-1160 kJ?mol-1;
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为: 。
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