24.(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密闭容器中充入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)=         

   (2)合成塔中发生反应为: 

下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“=”)。

T(K)
T1
573
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103

   (3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:

 4NH3+5O2NO+6H2O  △H=-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+H2O2HNO3+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:              

 0  174568  174576  174582  174586  174592  174594  174598  174604  174606  174612  174618  174622  174624  174628  174634  174636  174642  174646  174648  174652  174654  174658  174660  174662  174663  174664  174666  174667  174668  174670  174672  174676  174678  174682  174684  174688  174694  174696  174702  174706  174708  174712  174718  174724  174726  174732  174736  174738  174744  174748  174754  174762  447090 

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