Question

【題目】硝酸是一種重要的化工原料，完成下列填空：

I、工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的主要過程如下：

(1)以N2和H2為原料合成氨氣。反應為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+Q。

(2)下列措施可以提高H2的轉(zhuǎn)化率的是(填選項序號)_____________。

a．選擇適當?shù)拇呋瘎?/span> b．增大壓強 c．及時分離生成的NH3 d．升高溫度

(3)一定溫度下，在密閉容器中充入1molN2和3molH2發(fā)生反應。若容器容積恒定，達到平衡狀態(tài)時，氣體的總物質(zhì)的量是原來的15/16，則N2的轉(zhuǎn)化率α1=_____；若容器壓強恒定，達到平衡狀態(tài)時，N2的轉(zhuǎn)化率為α2，則α2___α1 (填“>”、“<”或“=”)。

II、以氨氣、空氣為主要原料制硝酸。

(4)氨氣催化氧化的催化劑是___________；氨氣也可以在純氧中燃燒生成無毒、無污染的產(chǎn)物，其燃燒方程式為_____________。

(5)在容積恒定的密閉容器中進行反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)-Q。該反應的反應速率(v)隨時間(t)變化的關(guān)系如圖所示。若t2、t4時刻只改變一個條件，下列說法正確的是(填選項序號)______。

a．在t1-t2時，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)

b．在t2時，采取的措施可以是升高溫度

c．在t3-t4時，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)

d．在t5時，容器內(nèi)NO2的體積分數(shù)是整個過程中的最大值

III、硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣。

(6)催化還原法：催化劑存在時用H2將NO2還原為N2。

已知：2H2(g)+ O2(g)→2H2O(g) + 483.6 KJ

N2(g)+ 2O2(g)→2NO2 (g) + 67.7KJ

則H2還原NO2生成水蒸氣反應的熱化學方程式是_________。

(7)堿液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則反應的離子方程式是______________。

Answer 1

【答案】bc 12.5% ＞ 三氧化二鉻或鉑絲 4NH3+3O22N2+6H2O ab 4H2(g)+NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5kJ/mol

【解析】

Ⅰ．（2）a．催化劑不改變平衡，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，a錯誤；

b．增大壓強，平衡向著氣體體積減小的方向移動，即該反應的正方向，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，b正確；

c．及時分離出氨氣，平衡正向移動，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，c正確；

d．溫度升高向著吸熱方向移動，即該反應的逆方向，氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，d錯誤；
故答案為：bc；

（3）設氮氣的轉(zhuǎn)化率為x，根據(jù)三段式：

平衡時氣體的總物質(zhì)的量是起始的，則有：×(1+4)=1-x+3-x+2x，x=0.125=12.5%；正反應是個氣體體積減小的反應，恒壓，則相當于在恒容時增大壓強，反應正方向移動，氮氣轉(zhuǎn)化率增大；故答案為：12.5%；>；

Ⅱ．（4）氨氣催化氧化的催化劑是三氧化二鉻或鉑絲；氨氣在純氧中燃燒生成無毒、無污染的產(chǎn)物為氮氣和水，燃燒方程式為4NH3+3O22N2+6H2O；

（5）a．該反應是個氣體體積減小的反應，達到平衡時壓強保持恒定，a正確；

b．該反應正反應是個吸熱反應，升高溫度，反應正方向移動，正反應也是體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，由圖，t2時，正反應逆反應速率都增大，正反應增大的更多，正方向移動，所t2時是升高溫度或增大壓強，b正確；

c．反應混合氣體總質(zhì)量不變，恒容體積不變，所以密度保持恒定，不能判斷平衡狀態(tài)，c錯誤；

d．t2時正向移動，二氧化氮體積分數(shù)增大，t3達到平衡，t4正反應速率不變，逆反應速率減小，反應正向移動，應是降低二氧化氮濃度，二氧化氮的體積分數(shù)減小，所以在t3時二氧化氮的體積分數(shù)最大，d錯誤；

故答案為：ab；

Ⅲ、（6）已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=+483.6kJ/mol

②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol

由蓋斯定律：①×2-②得：4H2(g)+NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5kJ/mol；

（7）二氧化氮的物質(zhì)的量為=0.2mol，充分反應時轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則說明該0.2mol二氧化氮中有0.1mol得電子變成硝酸根離子，另0.1mol二氧化氮失電子成亞硝酸根離子，所以該離子方程式為：。