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(shí)，制取氫氣的一個(gè)反應(yīng)為：CO+H₂O(g) CO₂+H₂

①t℃時(shí)，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后，體系中c(H₂)=0.12mol·L^－1。該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____（填計(jì)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(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時(shí)，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率α(H₂O)=________。

（2）合成塔中發(fā)生反應(yīng)N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)；△H<0。下表為不同溫度下該反應(yīng)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(kāi)始反應(yīng)：

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(shí)，

NO產(chǎn)率下降的原因                                。

（4）吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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(hào)）

（6）硝酸廠(chǎng)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(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮?dú)夂退�，其反�?yīng)機(jī)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(xué)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(shí)，平衡向左移動(dòng)。

（4）2NO+O₂＝2NO₂ ，3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO（2分。1個(gè)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）