若用N2.H2.空气等为原料来制取工业上用途广泛的HNO3.请写出各反应步骤的化学方程式. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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若用N₂、H₂、空气等为原料来制取工业上用途广泛的HNO₃，请写出各反应步骤的化学方程式。

___________________________________________________________________

思路解析：用N₂、H₂、空气等为原料制备HNO₃，是工业生产HNO₃的基本原理，N₂、H₂先合成氨，再用NH₃的氧化制得NO，NO很易被空气中的O₂氧化，生成NO₂，NO₂溶于水生成HNO₃，同时生成的NO循环利用。

答案：

2NO+O₂2NO₂

3NO₂+H₂O2HNO₃+NO

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2010?祁阳县一模）一氧化碳、二氧化硫和氮的氧物是重要的化工原料，但也是大气的主要污染物，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．
（1）硫酸生产中，SO₂催化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），反应过程的能量变化如图所示．
①图中A表示

反应物总能量

．
②该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅对图中E的大小有何影响？

降低

（填“增大”、“降低”、“没有”）．
③在一定条件下，将0.100molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得c（SO₃）=0.04mol/L．则该条件下反应的平衡常数K=

1.6×10³

．
（2）一定条件下，氢气与一氧化碳按一定比例可生成洁净能源甲醇（CH₃OH），则：
①n（H₂）：n（CO）=

2：1

．
②甲醇高效燃料电池是以CH₃OH为燃料，O₂为氧化剂，KOH为电解质组成．该电池放电时，负极反应式为：

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
（3）汽车尾气是城市空气的污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂），它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体．
①写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：

2CO+2NO═2CO₂+N₂

．
②用CH₄催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-1160kJ/mol
若用标准状况下6.72LCH₄还原NO₂到N₂，整个过程中转移电子总数为

2.4N_A

（阿伏加德罗常数的值用N_A表示），放出的热量为

260.1

kJ．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2010?西城区二模）硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下．
（1）以N₂和H₂为原料合成氨气．反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．
①下列措施可以提高H₂的转化率的是（填选项序号）

．
a．选择适当的催化剂
b．增大压强
c．及时分离生成的NH₃
d．升高温度
②一定温度下，在密闭容器中充入1mol N₂和3mol H₂发生反应．若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的

，则N₂的转化率α₁=

12.5%

；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为α₂，则α₂

＞

α₁（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸．
①NH₃被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是

4NH₃+5O₂

催化剂

△

4NO+6H₂O

4NH₃+5O₂

催化剂

△

4NO+6H₂O

．
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H＞0．该反应的反应速率（υ）随时间（t）变化的关系如图所示．若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）

．
a．在t₁～t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施可以是升高温度
c．在t₃～t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₅时，容器内NO₂的体积分数是整个过程中的最大值
（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气．
①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=-483.6kJ/mol
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
则H₂还原NO₂生成水蒸气反应的热化学方程式是

4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1034.9kJ/mol

．
②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂．若每9.2g NO₂和Na₂CO₃溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是

2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂

．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：

（1）以N₂和H₂为原料合成氨气．反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
①下列措施可以提高H₂的转化率是（填选项序号）

．
a．选择适当的催化剂 b．增大压强 c．及时分离生成的NH₃ d．升高温度
②一定温度下，在密闭容器中充入1molN₂和3molH₂发生反应．若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的

，则N₂的转化率a₁=

；
若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为a₂，则a₂

a₁（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸．
①NH₃被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是

．
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H＞0
该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如图所示．若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）

．
a．在t₁～t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃～t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀～t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃时值的最大
③向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中分别充入等量NO₂发生反应：
2NO₂ （g）?N₂O₄（g）△H＜0．恒温恒容下反应相同时间后，分别测定体系中NO₂的百分含量分别为a₁，a₂．已知T1＜T2，则a₁

a₂
A．大于 B．小于 C．等于 D．以上都有可能
（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气．
①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=-483.5kJ/mol
N2（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+133kJ/mol
则H₂还原NO₂生成水蒸气反应的热化学方程式是

．
②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂．
若每9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

四川有丰富的天然气资源．某化工厂以天然气为原料合成氨的工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：
（1）整个流程有三个循环：一是K₂CO₃（aq）循环，二是N₂和H₂循环，第三个循环中被循环的物质是

（2）脱硫过程中，若有nmol Fe₂O₃?H₂O转化，则生成S的物质的量为

mol（用含n的代数式表示）．
（3）图中CH₄的第二次转化过程中发生反应的化学方程式为

．
（4）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气．请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取这些措施的理由：

（5）改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢，以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫，其电解总反应方程式（忽略氧气的氧化还原）为

（6）若工业生产中以a g氨气和足量的空气为原料（不考虑空气中N₂的反应）最大限度的制取NH₄NO₃，经过一系列转化后，再向反应后的混合物中加入bg水，得到密度为d g/mL的NH₄NO₃溶液，理论上该溶液中溶质的物质的量浓度可能的最大值为

mol/L．

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