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工业制取硝酸
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。合成塔中发生反应为N
2
(g) +3H
2
(g)
2NH
3
(g)
△H<0。
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为CO(g)+H
2
O(g)
CO
2
(g) +H
2
(g) △H>0。
①T℃时,向1 L密闭容器中充入0.2 mol CO和0.3mol水蒸气,达到平衡后,体系中c(H
2
)=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,当重新建立平衡时,水蒸气的总转化率α(H
2
O)= ________。
(2)下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由表可推知T
1
____573 K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)673 K、30 MPa下,n(NH
3
)和n(H
2
)随时间变化的关系如下图所示,下列有关叙述正确的是___(填序号)。
A.c点表示n( NH
3
)和n(H
2
)相等
B.c点表示NH
3
生成的速率与NH
3
分解的速率相同
C.在e点和d点时,反应的平衡常数相等
D.c点时正反应速率大于逆反应速率
(4)工业上利用NH
3
制硝酸的过程中有反应:3NO
2
+H
2
O==2HNO
3
+NO,从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,试分析其原因:___ 。
(5)硝酸厂的尾气中含有氮氧化物,不经处理直接排放会污染空气。目前科学家探索利用气体燃料中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为
CH
4
(g)+4NO
2
(g)==4NO(g)+CO
2
(g) +2H
2
O(g) △H=-574 kJ·mol
-1
CH
4
(g)+4NO(g)==2N
2
(g)+CO
2
(g)+2H
2
O(g) △H=-1 160 kJ·mol
-1
则甲烷直接将NO
2
还原为N
2
的热化学方程式为___。
题型:
填空题
难度:
中档
1047
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解答
(1)①1; ②50%
(2)<
(3) ACD
(4)充入空气,NO转化为NO
2
,NO
2
继续与水反应生成HNO
3
,有利于提高原料利用率
(5) CH
4
(g)+2NO
2
(g)==CO
2
(g)+2H
2
O(g)+N
2
(g) △H= -867 kJ·mol
-1
知识点
工业制取硝酸 >
这道题主要考察
“工业制取硝酸”
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举一反三
下图是进行氨氧化制硝酸的实验装置图,有关叙述正确的是
[ ]
A.烧杯中石蕊溶液不变色
B.烧瓶中发生喷泉现象
C.加热后,通过Cr
2
O
3
的气体由无色变为红棕色
D.Cr
2
O
3
起氧化剂的作用
题型:
单选题
难度:
中档
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在NH
3
、HNO
3
、H
2
SO
4
的工业生产中,具有的共同点是
[ ]
A.使用吸收塔设备
B.使用尾气吸收装置
C.使用H
2
作原料
D.使用催化剂
题型:
单选题
难度:
偏易
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某化学小组模拟工业生产制取HNO
3
,设计如图1所示装置,其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球.请回答下列问题:
(1)写出装置A中主要反应的化学方程式______.
(2)已知1mol NO
2
与液态水反应生成HNO
3
溶液和NO气体放出热量46kJ,写出该反应的热化学方程式______.
该反应是一个可逆反应,欲要提高NO
2
的转化率,可采取的措施是______.
A.降低温度 B.升高温度 C.减小压强 D.增大压强
(3)实验结束后,关闭止水夹b、c,将装置D,浸入冰水中,现象是______.
(4)装置C中浓H
2
SO
4
的作用是______.
(5)请你帮助该化学小组设计实验室制取NH
3
的另一方案______.
(6)干燥管中的碱石灰用于干燥NH
3
,某同学思考是否可用无水氯化钙代替碱石灰,并设计如图2所示装置(仪器固定装置省略未画)进行验证.实验步骤如下:
①用烧瓶收集满干燥的氨气,立即塞上如图所示的橡胶塞.
②正立烧瓶,使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部,摇动,可以观察到的现象是______,由此,该同学得出结论:不能用CaCl
2
代替碱石灰.
题型:
问答题
难度:
中档
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