硝酸是一種重要的工業(yè)原料，工業(yè)制硝酸的關(guān)鍵是氨的催化氧化，與硝酸工業(yè)相關(guān)的過

程中產(chǎn)生的氮氧化物的處理與應(yīng)用也是科學(xué)研究的熱點。

I．甲、乙分別是實驗室模擬合成氨及氨催化氧化的裝置

⑴ 氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還有控制氣體流速、  ▲  。

⑵ 用乙裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，鉑絲保

持紅熱的原因是    ▲    ，寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式  ▲  。反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶內(nèi)的溶

液中含有H^＋、OH^－、  ▲   、  ▲   離子。

II．工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假設(shè)不含N₂O₄），對生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅。

⑴ 工業(yè)上常用Na₂CO₃溶液吸收法處理NO_x 。

已知：NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)    

NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂          ① 

2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂    ②

當(dāng)NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收時，x的值不可能是   ▲   （填字母）。

A．1.3                 B．1.6             C．1.8

⑵ 尿素也可用于吸收處理NO_x，其反應(yīng)原理為：

NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂     

2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。

當(dāng)混合氣體中NO、NO₂按上述反應(yīng)中系數(shù)比時吸收效果最佳。若混合氣體中V(NO)∶V(NO₂)＝5∶1時，可通入一定量的空氣，同溫同壓下，V(空氣)∶V(NO)＝  ▲  （空氣中氧氣的體積含量約為20%）。

某溫度下，反應(yīng)2N₂O₅＝4NO₂+O₂開始進(jìn)行時，c(N₂O₅)＝0.0408mol/L，經(jīng)1min后，c(N₂O₅)＝0.030mol/L，則該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為

1. A.
   v(N₂O₅)＝1.8×10^-4mol/(L·s)
2. B.
   v(N₂O₅)＝1.08×10^-2mol/(L·s)
3. C.
   v(NO₂)＝1.8×10^-4mol/(L·s)
4. D.
   v(O₂)＝5.4×10^-3mol/(L·s)

汽車上的催化轉(zhuǎn)化器可將尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，反應(yīng)為：

2NO(g)＋2CO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)  DH＝-a kJ/mol（a＞0）

在某溫度時，用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表：

經(jīng)分析，得出結(jié)論不正確的是

A．2～3 s間的平均反應(yīng)速率v(NO)＝9×10^-5 mol/(L·s)

B．催化轉(zhuǎn)化器對廢氣的轉(zhuǎn)化速率在夏季時比冬季時高

C．若該催化轉(zhuǎn)化器氣艙容積為2 L，則達(dá)到平衡時反應(yīng)放出熱量1.8a J

D．該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝5000

氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點。

（1）以CO₂與NH₃為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下：

①2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol^－1

②NH₂CO₂NH₄(s)＝CO (NH₂)₂(s)＋H₂O(g)；ΔH＝a kJ·mol^－1

③2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol^－1

則a為                。

（2）反應(yīng)2NH₃(g)＋CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)＋H₂O(g) 在合成塔中進(jìn)行。下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH₃)/n(CO₂)]和水碳比[n(H₂O)/n(CO₂)]投料時二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。

①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為：

A. 0.6～0.7       B. 1～1.1        C. 1.5～1.61

生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為      （選填序號）。

②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是    。

（3）尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝，其反應(yīng)原理為：

NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂      2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。

①當(dāng)煙氣中NO、NO₂按上述反應(yīng)中系數(shù)比時脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO₂)＝5∶1時，可通入一定量的空氣，同溫同壓下，V(空氣)∶V(NO)＝       （空氣中氧氣的體積含量大約為20%）。

②下圖是尿素含量對脫氮效率的影響，從經(jīng)濟因素上考慮，一般選擇尿素濃度約為            %。

（4）下圖表示使用新型電極材料，以N₂、H₂為電極反應(yīng)物，以HCl－NH₄Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量，同時又能實現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應(yīng)式              。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為        。

2

A.v(O₂)＝0.01 mol·L^－1·s^－1??

B.v(NO)＝0.008 mol·L^－1·s^－1??

C.v(H₂O)＝0.003 mol·L^－1·s^－1??

D.v(NH₃)＝0.004 mol·L^－1·s^－1??