Question

 工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

 

 

 

 

 

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H₂O(g) CO₂+H₂

①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H₂)=0.12mol·L^－1。该温度下此反应的平衡常数K=_____（填计算结果）。

②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的转化率α(H₂O)=________。

（2）合成塔中发生反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中

T₁____573K（填“>”、“<”或“=”）。

 

（3）NH₃和O₂在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：

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

不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时，

NO产率下降的原因                               。

（4）吸收塔中发生反应的化学方程式为：

                                                                     。

（5）上述工业流程中，采用了循环操作工艺的是      （填序号）

（6）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：

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

则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：_____________________________。

 

Answer 1

 （1）①1（2分）；  ② 50％（2分）；  （2）＜ （1分）

（3）温度高于900℃时，平衡向左移动。

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

（5）⑤（1分）

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