工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:
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(1)己知反应一经发生,铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式:______________________________________________;当温度升高时,该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2 。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= a kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H= b kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) △H= c kJ·mol-1
则反应2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)
(3)①合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3,该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B.3v正(N2)=v逆(H2)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的相对分子质量保持不变
E.1mol N≡N键断裂,同时1mol H—H键断裂
②若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中,5min反应达平衡,n(N2)=1mol,n(H2)=1mol,n(NH3)=2mol,则反应速率v(N2)=________________,H2的平衡转化率=_________________;若保持容器的温度不变,在10min时将容器的容积压缩为lL,请在答题卡坐标图中,画出从反应开始至15min时c(NH3)随时间变化曲线示意图。
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工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:
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(1)己知反应一经发生,铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式:______________________________________________;当温度升高时,该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2 。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= a kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H= b kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) △H= c kJ·mol-1
则反应2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)
(3)①合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3,该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B.3v正(N2)=v逆(H2)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的相对分子质量保持不变
E.1mol N≡N键断裂,同时1mol H—H键断裂
②若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中,5min反应达平衡,n(N2)=1mol,n(H2)=1mol,n(NH3)=2mol,则反应速率v(N2)=________________,H2的平衡转化率=_________________;若保持容器的温度不变,在10min时将容器的容积压缩为lL,请在答题卡坐标图中,画出从反应开始至15min时c(NH3)随时间变化曲线示意图。
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(14分)工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:
(1)已知反应一经发生,铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式________。当温度升高时,化学平衡常数K值________(填“增大”、“减小”、“无影响”)。
(2)硝酸厂尾气常用的处理方法是:催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol
H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol
则8g H2恰好将NO2转化成N2和H2O(1)时△H=________。
(3)氨气是制取硝酸的重要原料,合成氨反应的化学方程式如下:N2+3H22NH3,该反应在固定容积的密闭容器中进行。
①下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为l:3:2
B.
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
②若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2 L固定容积的密闭容器中,5 min后反应达平衡时,n(N2)=1.2 mol,n(H2)=1.2 mol, n(NH3)=0.8 mol,则反应速率v(N2)=________,平衡常数=________(保留两位小数)。若保持容器的温度和容积不变,将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,则平衡________(填向左、向右或不移动)移动。
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硝酸是一种重要的化工原料,工业上一般以氨气为原料来制备硝酸。请回答:
(1)氨气催化氧化的化学方程式为______________________。
(2)氨气若在纯氧中燃烧,则发生反应为4NH3+3O22N2+6H2O,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是________(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为______________________。
(3)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制取Cu2O的方法有:
①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为______________________。
②用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,如图所示.该电解池的阳极反应式为______________________。
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工业上将氨气和空气的混合气体通过铂一铑合金网(催化剂)发生氨氧化反应,若有标准状况下VL氨气完全反应,并转移n个电子,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为
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(本题共14分)工业上用氨气与空气混合,通过“氨的催化氧化”等反应工业合成硝酸及其他产品。
1.将NH3与O2在一定条件下充分反应后全部转化为硝酸溶液,则此硝酸溶液中溶质的质量分数为_________________,若所得硝酸密度为ρg/cm3,则其物质的量浓度为 (保留两位小数)。
2.某化肥厂以氨为原料制备 NH4NO3,已知由氨制 NO 的产率是 96%,NO 制硝酸的产率是 92%,氨被硝酸的吸收率为100%,则制备80吨 NH4NO3所需氨的体积(标准状况)为 m3(保留两位小数)。
3.一定量的浓硝酸与铜反应生成NO、NO2、N2O4混合气体。测出混合气体密度是同温同压下氢气的28倍。再将气体通过足量水充分吸收后,体积变为原来的2/3(相同条件下测定)。计算混合气体中NO2的体积分数。
4.合成氨原料气由CH4在高温下与水蒸气、空气反应而得。反应原理如下:
CH4+2H2O→CO2+4H2 2CH4+O2+2H2O→2CO2+6H2
将反应后的混合气中CO2、H2O (g)通过吸收和干燥除去后,只含N2和H2。为使进入合成氨反应塔两者体积比为1∶3。计算起始气体中CH4和空气的比例。(已知空气中O2和N2的体积比为1∶4)。
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工业上利用氨催化氧化后,经过一系列反应可以制备硝酸。
(1)氨气催化氧化的化学方程式为_
(2)某工厂排出的尾气中NOx的含量为0.56%(体积分数),用氨气可以将其转化为无害气体,发生的反应为:6NOx+4xNH3=(3+2x)N2+6xH2O 若处理1×L(标准状况)该尾气需42.5gNH3,则x=_ 。
(3)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,必须进行处理。为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式:________。
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工业上用氨气与空气混合,通过“氨的催化氧化”等反应工业合成硝酸及其他产品。
1.将NH3与O2在一定条件下充分反应后全部转化为硝酸溶液,则此硝酸溶液中溶质的质量分数为_________________,若所得硝酸密度为ρg/cm3,则其物质的量浓度为_______(保留两位小数)。
2.某化肥厂以氨为原料制备 NH4NO3,已知由氨制 NO 的产率是 96%,NO 制硝酸的产率是 92%,氨被硝酸的吸收率为100%,则制备80吨 NH4NO3所需氨的体积(标准状况)为________m3(保留两位小数)。
3.一定量的浓硝酸与铜反应生成NO、NO2、N2O4混合气体。测出混合气体密度是同温同压下氢气的28倍。再将气体通过足量水充分吸收后,体积变为原来的2/3(相同条件下测定)。计算混合气体中NO2的体积分数_____________。
4.合成氨原料气由CH4在高温下与水蒸气、空气反应而得。反应原理如下:
CH4+2H2O→CO2+4H22CH4+O2+2H2O→2CO2+6H2
将反应后的混合气中CO2、H2O (g)通过吸收和干燥除去后,只含N2和H2。为使进入合成氨反应塔两者体积比为1∶3。计算起始气体中CH4和空气的比例。(已知空气中O2和N2的体积比为1∶4)。_____________
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[化学—选修化学与技术](15分)
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其生产过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题:
⑴氨催化氧化反应在一定温度下(水为气体)为正反应放热的可逆反应,写出该反应的化学方程式________和平衡常数表达式K=________,若升高温度,则K的值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
⑵为了提高NH3的转化率,可以采取________。
a.减小压强b.增大反应物浓度c.使用催化剂d.降低温度e.及时分离出NH3
⑶原料气中空气必须过量,其主要原因是________。
⑷将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是________。
⑸水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方程式为________,
为了提高水对二氧化氮的吸收率,可采取的措施为________(答2项)。
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