工業(yè)合成氨與制備硝酸可采用如圖1流程進行聯(lián)合生產:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201410/84/6b054938.png)
(1)如圖2表示了298K時氮氣與氫氣合成氨反應過程中的能量變化.對于合成氨的反應下列說法正確的是
(填編號).
a.該反應在任意條件下都可以自發(fā)進行
b.加入催化劑,能使該反應的E和△H都減小
c.若該反應在298K、398K時的化學平衡常數(shù)分別為K
1、K
2,則K
1>K
2d.該反應屬于人工固氮
(2)在800℃時,氨與氧氣在氨氧化爐中反應的主要產物是NO和H
2O.在實際生產中氨的氧化率與混合氣中氧氨比{氧氣與氨氣物質的量比,以γ[n(O
2)/n(NH
3)]表示}的關系如圖3所示.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201410/84/d3d4b21c.png)
①在實際生產中,將γ值維持在數(shù)值
之間為好.
②實際生產中,通入氨氧化爐的是空氣,若使氨的氧化率達到95%,應控制氨在氨、空氣混合氣體中
的體積分數(shù)約為_
(設氧氣占空氣的體積分數(shù)為20%).
(3)由于二氧化氮不能被水完全吸收,因此生成的氣體須經過多次氧化、吸收的循環(huán)操作,使其充分轉化為硝酸(如果不考慮生產過程中的其它損失).
①從理論上分析,要使氨氣完全轉化為硝酸,則原料氨氣和氧氣物質的量的投料比至少為
.
②如果按理論上的原料比將原料放在一個具有反應條件的密閉容器中進行,所有物質不與外界交換,則最后所得溶液的質量分數(shù)為
.
③循環(huán)操作的次數(shù)與二氧化氮生成硝酸的轉化率具有一定的數(shù)學關系.計算一定量的二氧化氮氣體大約要經過
次循環(huán)操作,才能使二氧化氮的轉化率約為96%.