硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过...

硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

4NH3+5O24NO+6H2O ----①

4NO+3O2+2H2O→4HNO3----②

完成下列计算：

52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应，冷却后所得溶液中溶质的质量分数是_________________（保留2位小数，下同）。

53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸，然后加入4.50吨水，得到密度为1.31g/cm3的硝酸，该硝酸的物质的量浓度是_______mol/L（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）。

54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应只收集到 0.30 mol NO2 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量__________（写出计算过程）。

55、硝酸工业尾气中的NO、NO2属于大气的主要污染物。已知1m3硝酸工业的尾气中含3160mg NOx，其中n(NO) : n(NO2) = 9:1。

（1）如果用NaOH溶液完全吸收NOx，至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升？

_________________________（富氧空气中O2的体积分数为0.25）（写出计算过程）

（2）如果用氨催化还原法，即用氨作催化剂，将NO、NO2转化为氮气直接排入空气中，需要氨气的质量为多少克？__________________________（写出计算过程）

高三化学计算题中等难度题查看答案及解析

（本题共14分）硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

4NH3+5O24NO+6H2O ----①　　　

4NO+3O2+2H2O→4HNO3 ----②

完成下列计算：

52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应，冷却后所得溶液中溶质的质量分数

是　　　　　　　　　　　　　　 （保留2位小数，下同）。

53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸，然后加入4.50吨水，得到密度为1.31g/cm3的硝酸，该硝酸的物质的量浓度是　　　　　　　　　　 mol/L（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）。

54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应只收集到 0.30 mol NO2 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量（写出计算过程）。

55、硝酸工业尾气中的NO、NO2属于大气的主要污染物。已知1m3硝酸工业的尾气中含3160mg NOx，其中n(NO) : n(NO2) = 9:1。

（1）如果用NaOH溶液完全吸收NOx，至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升？（富氧空气中O2的体积分数为0.25）（写出计算过程）

（2）如果用氨催化还原法，即用氨作催化剂，将NO、NO2转化为氮气直接排入空气中，需要氨气的质量为多少克？（写出计算过程）

高三化学计算题极难题查看答案及解析

工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

4NH₃+5O₂4NO+6H₂O①    4NO+3O₂+2H₂O＝4HNO₃②

（1）现以1．7吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上至少需要加水的质量为吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）

（2）工业上用Mg(NO₃）₂替代浓H₂SO₄可作为制取浓HNO₃的脱水剂，现有50%（质量分数，下同）的硝酸M₁吨，向其中加入80％的Mg(NO₃）₂溶液M₂吨，蒸馏分离得到90％的硝酸和60%的Mg(NO₃）₂溶液（不含HNO₃）。若蒸馏过程中HNO₃、Mg(NO₃）₂、H₂O均无损耗，则蒸馏前的投料比M₁/M₂＝。

（3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

2NO₂ + Na₂CO₃＝NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂③，NO + NO₂ + Na₂CO₃＝2NaNO₂ + CO₂④。现用足量的纯碱溶液来吸收硝酸工业尾气(NO和NO₂），每产生22．4L（标准状况下）CO₂时，吸收液质量增加44g。

求硝酸工业尾气中NO和NO₂的物质的量之比？

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

硝酸是重要的化工原料，工业上用氨催化氧化法生产硝酸，反应如下：

①氧化炉：4NH3+5O2=4NO+6H2O

②吸收塔：4NO+3O2+2H2O=4HNO3

设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80。完成下列计算：

(1)1mol NH3完全转化为NO至少需要空气______mol。工业上先将氨气和空气混合好，在氧化炉反应后直接通入吸收塔中用冷水吸收，为了确保吸收效果，第②步反应要求氧气至少过量20%，计算起始时空气与氨气的体积比至少为______

(2)硝酸工业产生的氮氧化物尾气(NO和NO2)，可用烧碱吸收，反应如下：

①NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

②2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

现有含0.5mol氮氧化物的尾气，用8mol/L的NaOH溶液完全吸收，吸收后的溶液中c(OH﹣):c(NO2﹣)：c(NO3﹣)=5:4:1。所用NaOH溶液的体积为______mL。若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，则x=______

(3)工业上用硝酸与氨气反应制取硝酸铵：HNO3+NH3=NH4NO3，反应时NH3的吸收率为97%，硝酸的利用率为98%。在用氨气制取硝酸时，氨气的利用率为90%。计算生产80吨的硝酸铵共需氨气__吨？(保留1位小数)

高三化学解答题困难题查看答案及解析

碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)

（1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反应的化学方程式为_______________。该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点____________。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g)　 ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C.550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e. T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)}，b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

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碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)

（1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反应的化学方程式为_______________。该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点____________。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g)　 ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C.550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e. T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)}，b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

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乙醛是一种重要的烃类衍生物，广泛应用于纺织、医药、化纤、染料和食品工业。

(一)以乙烯和氧气（或空气）为原料，在由PdCl2、CuCl2、盐酸组成的催化剂水溶液中，进行液相氧化生产乙醛，工业上一般控制反应温度在120~130℃，压强在300~350KPa。又称Wacker法。其反应式为：

主反应：CH2═CH2(g) +O2(g) CH3CHO(g)　　　　　　 ΔH＝－243.2 kJ·mol－1

副反应：CH2═CH2(g) + O2(g) CO2(g)＋H2O(g)　　 ΔH＝－705.5kJ·mol－1

(1)已知：水的汽化热是44.0 kJ·mol－1，请计算乙烯的燃烧热：ΔH =__________ kJ·mol－1

汽化热：在标准大气压(101KPa)下，使1mol物质在一定温度下蒸发所需要的热量。

(2)Wacker法乙烯氧化制乙醛过程，按照以下机理进行：

①乙烯羰基化反应：_____________________________

②金属钯的再氧化反应：Pd + 2CuCl2 = PdCl2 + 2CuCl

③氯化亚铜的氧化反应：2CuCl + O2 + 2HCl = 2CuCl2 + H2O

请写出①的反应方程式__________________________。

(3)下列有关说法正确的是_______________　　

A．Wacker法制乙醛反应中，氯化钯是反应催化剂，氯化铜的作用是使催化剂再生，没有氯化铜的存在，就不能完成此催化过程。

B．工业上采用的原料气中乙烯大量过量，并有大量未反应的乙烯气要循环使用，这样可提高乙烯利用率，同时原料气中加入CO2有利于提高乙醛选择性。

C．原料气中乙烯大量过量的原因可能是为了让乙烯的体积分数处在爆炸极限范围之外，以避免危险的发生。

D．乙烯氧化生成乙醛的反应是在气-液相中进行的，加压和升温都有利于提高乙烯和氧在液体中的溶解度，加快反应速率。

(4)控制反应条件在120~130℃和300~350KPa，原料气的体积比是V(C2H4):V(O2)：V(CO2):V(N2) = 15：10.5：9.5：65，以一定流速通入催化剂水溶液中，一段时间后反应达平衡，测得乙烯的体积分数是0.1，氧气的体积分数是0.05，如果充入100mol原料气，请计算反应达平衡时，n(CH3CHO) =

___________ mol。(不考虑HCl的挥发)

(二)实际工业生产要求有较高产量，速率不能太低，转化率尽可能大，所以应尽量使平衡正向移动。

(1)可逆反应：aA＋bB rR +s S ，对反应物A，净反应速率为rA = r正(XA) – r逆(XA)，XA为反应物A的转化率，图a表示反应物A的转化率和A的净反应速率与温度(T)的关系图。图a分析可知，在相同温度下，净反应速率为________时，XA最大（从“r=0、r1、r2、r3、r4”选填）；由图a判断该反应是__________反应（填“吸热”或“放热”），并简述原因__________。

(2)请在图a中绘制：在不同r下，符合工业生产要求的最佳温度__________。

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NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863 计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:

反应I:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　　 △H1=-905kJ·mol-1

反应II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)　　 △H2=-1266.6kJ·mol-1

写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式______________________________________。

(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，容器I、II、III中N2O平衡转化率如下图所示。

①该反应的△H_________0(填“>”、“=”、“<”);

②图中A、B、C 三点处容器内的总压强，由大到小的顺序是_____________________；

③容器IV在470℃进行反应时，起始速率:v(N2O)正____v (N2O)逆(填“>”、“=”、“<”)。

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在20L密闭容器中充人lmolNH3和2molO2，测得一定时间内有关物质的量关系如图:

①该催化剂在低温时选择反应________(填“I”或“II”)。

②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是_________________________________。

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NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：

反应I：4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g)　　 △H=―905.0 kJ·molˉ1

反应 II：4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g)　　 △H

（1）

△H=__________________ 。

（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在催化剂的作用下进行反应I，则下列有关叙述中正确的是_________。

A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B．若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O) 时，说明反应已达平衡

C．当容器内=1时，说明反应已达平衡

D.当测得容器内的O2密度不再变化时，说明反应已达平衡

（3）氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2，测得有关物质的量关系如下图：

① 该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”）。

② 520℃时，4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=__________ ( 不要求得出计算结果，只需列出数字计算式）。

③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______________

A．使用催化剂Cu/TiO2　　　　　　　　 B．将反应生成的H2O(g)及时移出

C．增大NH3和O2的初始投料比　　 D．投料比不变，增加反应物的浓度

E．降低反应温度

（4）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如图：

①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH4+）______c（NO3﹣）（填“＞”、“＜”或“=”）．

②Ir﹣Ru惰性电极有吸附O2作用，该电极上的反应为______．

③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3•H2O的物质的量为______．

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NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：

反应I：4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g)　　 △H=―905.0 kJ·molˉ1

反应 II：4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g)　　 △H

（1）

△H=__________________ 。

（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在催化剂的作用下进行反应I，则下列有关叙述中正确的是_________。

A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B．若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O) 时，说明反应已达平衡

C．当容器内=1时，说明反应已达平衡

D.当测得容器内的O2密度不再变化时，说明反应已达平衡

（3）氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2，测得有关物质的量关系如下图：

① 该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”）。

② 520℃时，4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=__________ ( 不要求得出计算结果，只需列出数字计算式）。

③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______________

A．使用催化剂Cu/TiO2　　　　　　　　 B．将反应生成的H2O(g)及时移出

C．增大NH3和O2的初始投料比　　 D．投料比不变，增加反应物的浓度

E．降低反应温度

（4）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如图：

①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH4+）______c（NO3﹣）（填“＞”、“＜”或“=”）．

②Ir﹣Ru惰性电极有吸附O2作用，该电极上的反应为______．

③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3•H2O的物质的量为______．

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