Question

硝酸是一种重要的化工原料，完成下列填空：

I、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。反应为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)+Q。

(2)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

(3)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15/16，则N₂的转化率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“=”)。

II、以氨气、空气为主要原料制硝酸。

(4)氨气催化氧化的催化剂是___________；氨气也可以在纯氧中燃烧生成无毒、无污染的产物，其燃烧方程式为_____________。

(5)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)-Q。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

III、硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。

(6)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) + 483.6 KJ

N₂(g)+ 2O₂(g)→2NO₂ (g) + 67.7KJ

则H₂还原NO₂生成水蒸气反应的热化学方程式是_________。

(7)碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂。若9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液完全反应时转移电子0.1mol，则反应的离子方程式是______________。

Answer

bc 12.5% ＞ 三氧化二铬或铂丝 4NH3+3O22N2+6H2O ab 4H2(g)+NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5kJ/mol

【解析】

Ⅰ．（2）a．催化剂不改变平衡，氢气的转化率不变，a错误；

b．增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，即该反应的正方向，氢气的转化率增大，b正确；

c．及时分离出氨气，平衡正向移动，所以氢气的转化率增大，c正确；

d．温度升高向着吸热方向移动，即该反应的逆方向，氢气的转化率减小，d错误；
故答案为：bc；

（ 3）设氮气的转化率为x，根据三段式：

平衡时气体的总物质的量是起始的，则有：×(1+4)=1-x+3-x+2x，x=0.125=12.5%；正反应是个气体体积减小的反应，恒压，则相当于在恒容时增大压强，反应正方向移动，氮气转化率增大；故答案为：12.5%；>；

Ⅱ．（4）氨气催化氧化的催化剂是三氧化二铬或铂丝；氨气在纯氧中燃烧生成无毒、无污染的产物为氮气和水，燃烧方程式为4NH3+3O22N2+6H2O；

（5）a．该反应是个气体体积减小的反应，达到平衡时压强保持恒定，a正确；

b．该反应正反应是个吸热反应，升高温度，反应正方向移动，正反应也是体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，由图，t2时，正反应逆反应速率都增大，正反应增大的更多，正方向移动，所t2时是升高温度或增大压强，b正确；

c．反应混合气体总质量不变，恒容体积不变，所以密度保持恒定，不能判断平衡状态，c错误；

d．t2时正向移动，二氧化氮体积分数增大，t3达到平衡，t4正反应速率不变，逆反应速率减小，反应正向移动，应是降低二氧化氮浓度，二氧化氮的体积分数减小，所以在t3时二氧化氮的体积分数最大，d错误；

故答案为：ab；

Ⅲ、（6）已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=+483.6kJ/mol

②N2(g)+2O2(g)=2NO2 (g)△H=+67.7kJ/mol

由盖斯定律：①×2-②得：4H2(g)+NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5kJ/mol；

（7）二氧化氮的物质的量为=0.2mol，充分反应时转移0.1mol电子，则说明该0.2mol二氧化氮中有0.1mol得电子变成硝酸根离子，另0.1mol二氧化氮失电子成亚硝酸根离子，所以该离子方程式为：。