1.(贵州省大厂中学2010届高三10月月考) 工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
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(1)某温度下体积为200L的氨合成塔中,测得如下数据:
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0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
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N2 |
1.500 |
1.400 |
1.200 |
C1 |
C1 |
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H2 |
4.500 |
4.200 |
3.600 |
C2 |
C2 |
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NH3 |
0 |
0.200 |
0.600 |
C3 |
C3 |
根
据表中数据计算0-2小时内N2的平均反应速率 mol·L-1·h-1
若起始时与平衡时的压强之比为a,则N2的转化率为 (用含a的代数式表示)
(2)希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos
和 Michael Stoukides,发明了一种合成氨的新
方法(Science,2,Oct.1998, p98),在常压下,
把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到
570℃的电解池,利用能通过氢离子的多孔陶瓷固
体作电解质,氢气和氮气在电极上合成了氨,转化
率达到78%,试写出电解池阴极的电极反应
式
(3)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度
和催化剂条件下生成不同产物(如右图):
4NH3+5O2
4NO+6H2O K1=1×1053(900℃)
4NH3+3O2
2N2+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NOx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,亚硝酸再与尿素反应生成CO2 和N2请写出有关反应化学方程式 , 。
答案(1)0.15 2(1-1/a) (2)N2+6e-+6H+=2NH3
(3)N2 生成NO的反应为放热反应,升高温度转化率下降
进一步与NO反应生成硝酸
(4) NO+NO2+H2O=2HNO2; CO (NH2)2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O