硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程中程中答案解析

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。一定温度下，在密闭容器中充入ImolN₂和3molH₂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　　　 ；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N=的转化率为，则　　　　 （‘填“>”、“<”或“=”）。

　 （2）用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

　 4NH₃+5O₂　　 4NO+6H₂O　 4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

　　　 现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上需要加水的质量为　

吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）

　 （3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

　　　 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂,NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂。若在标准状况下有NO、NO₂的混合气体（不考虑N₂O₄）恰好与50mL 1． 0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?（请写出计算过程）　

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。一定温度下，在密闭容器中充入ImolN₂和3molH₂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        ；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N=的转化率为，则         （‘填“>”、“<”或“=”）。

   （2）用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

        4NH₃+5O₂4NO+6H₂O    4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

        现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上需要加水的质量为  

吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）

   （3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

        2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂,NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂。若在标准状况下有NO、NO₂的混合气体（不考虑N₂O₄）恰好与50mL 1．0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?（请写出计算过程）   

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，气体的总物质的量是原来的，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）变化的关系如右图所示。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~t??₂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

      N_??2（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                           。

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                     。

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，气体的总物质的理是原来的，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）变化的关系如右图所示。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~t??₂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

      N_??2（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              。

②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂。

若每9.2gNO₂和Na₂FCO₃溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是            。

 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，气体的总物质的量是原来的，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）变化的关系如右图所示。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

      N_­2（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                           。

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                     。

 

 

 

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)  ΔH＜0。

①该反应的化学平衡常数表达式是K＝      。

②该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下表所示：

T / K	473	573	673	……
K	4.4×10－2	K1	K2	……

其中，K1       K2（填“>”、“＝”或“<”）。

③ 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

④ 一定温度下，在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生反应。

（Ⅰ）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，

求N2的转化率α1。（用三列式作答，要求写出计算过程）

（Ⅱ）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。

① NH3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) ΔH＞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）硝酸厂常用催化还原法处理尾气：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。

          已知：2H2(g) + O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝— 483.6 kJ/mol

N2(g) + 2O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝+ 67.7 kJ/mol

则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是_____________             。

19．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）bc．
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$\frac{15}{16}$，则N₂的转化率a₁=12.5%；
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4NH₃+5O₂$\frac{\underline{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（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）ad．

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a₁Da₂
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4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1100kJ/mol．
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2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂ ．

10．硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的过程如下：
（1）以氮气、氢气为原料合成氨
①下列措施可以提高H₂的转化率是（填选项序号）bc．
a．选择适当的催化剂 b．增大压强 c．及时分离生成的NH₃d．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$\frac{15}{16}$，则N₂的转化率a₁=12.5%；
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．
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）变化的关系如下图所示．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）ad．

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）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=-1034.7kJ/mol．
②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂．

13．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下列有关反应速率的叙述，正确的是abd（选填序号）．
a．升高温度可增大活化分子百分数，加快反应速率
b．增大压强不能增大活化分子百分数，但可以加快反应速率
c．使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高，加快反应速率
d．在质量一定的情况下，催化剂颗粒的表面积大小，对反应速率有显著影响
②一定温度下，在密闭容器中充入1mol N₂和3mol H₂发生反应．若容器体积恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为α₁；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$\frac{\underline{\;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1所示．若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是AB（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）硝酸厂常用以下方法处理尾气：
ⅰ．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．
ⅱ．氨催化吸收法，原理是NH₃与NO_x反应生成无毒的物质．某同学采用图2装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程．

选用上述部分装置，按图3顺序连接成模拟尾气处理装置：
①A中反应的离子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
②D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是防止氨气溶解（或防止倒吸）．
③D装置中的液体可换成c（填序号）．
a．CuSO₄溶液  b．H₂O      c．CCl₄      d．浓H₂SO₄
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是未反应的NO无法处理，会污染环境．