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:

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+5O2NO+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+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  426207  426215  426221  426225  426231  426233  426237  426243  426245  426251  426257  426261  426263  426267  426273  426275  426281  426285  426287  426291  426293  426297  426299  426301  426302  426303  426305  426306  426307  426309  426311  426315  426317  426321  426323  426327  426333  426335  426341  426345  426347  426351  426357  426363  426365  426371  426375  426377  426383  426387  426393  426401  447090 

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