Question

 工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

 

 

 

 

 

（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應為：CO+H₂O(g) CO₂+H₂

①t℃時，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應建立平衡后，體系中c(H₂)=0.12mol·L^－1。該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=_____（填計算結(jié)果）。

②保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0.1molCO，當反應重新建立平衡時，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率α(H₂O)=________。

（2）合成塔中發(fā)生反應N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)；△H<0。下表為不同溫度下該反應的平衡常數(shù)。由此可推知，表中

T₁____573K（填“>”、“<”或“=”）。

 

（3）NH₃和O₂在鉑系催化劑作用下從145℃就開始反應：

4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g)　 △H=－905kJ·mol^－1

不同溫度下NO產(chǎn)率如圖所示。溫度高于900℃時，

NO產(chǎn)率下降的原因                                。

（4）吸收塔中發(fā)生反應的化學方程式為：

                                                                      。

（5）上述工業(yè)流程中，采用了循環(huán)操作工藝的是      （填序號）

（6）硝酸廠的尾氣含有氮氧化物，如果不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮氣和水，其反應機理為：

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=－1160kJ·mol^－1

則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學方程式為：_____________________________。

 

Answer 1

【答案】

 （1）① 1（2分）；  ② 50％（2分）；   （2）＜ （1分）

（3）溫度高于900℃時，平衡向左移動。

（4）2NO+O₂＝2NO₂ ，3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO（2分。1個方程式1分）

（5）⑤（1分）

（6）CH₄(g)+2NO₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)+N₂(g)   △H＝－867kJ/mol（2分）