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）簡述原料氣N₂、H₂的                                。（2）下列可以代替硝酸鎂加入到蒸餾塔中的是：         

     A．濃硫酸     B．氯化鈣     C．氯化鎂      D．生石灰

（3）氨氣和氧氣145℃就開始反應(yīng)，在不同溫度和催化劑時生成不同產(chǎn)物（如圖所示）：

4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O　 K₁＝1×10⁵³（900℃）

4NH₃＋3O₂2N₂＋6H₂O　  K₂＝1×10⁶⁷（900℃）

    溫度較低時以生成　　   　為主，溫度高于900℃時， 

    NO產(chǎn)率下降的原因　　           　         　。

    吸收塔中需要補(bǔ)充空氣的原因　              　　。

（4）尾氣處理時小型化工廠常用尿素作為氮氧化物的吸收劑，此法運行費用低，吸收效果好，不產(chǎn)生二次污染，吸收后尾氣中NO和NO₂的去除率高達(dá)99.95%。其主要的反應(yīng)為氮氧化物混合氣與水反應(yīng)生成亞硝酸，亞硝酸再與尿素[CO(NH₂)₂]反應(yīng)生成CO₂ 和N₂，請寫出有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：

　                   ，                          。

Answer 1

【知識點】工業(yè)合成氨與制備硝酸 化學(xué)平衡 O1  G2

【答案解析】（1）N₂來源于空氣，H₂來源于焦炭與水蒸氣的反應(yīng)  

（2）A

（3）w.w.w.gkstk. c.o.m③N₂     生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度轉(zhuǎn)化率下降；   

       提高氨氣的轉(zhuǎn)化率，進(jìn)一步 與NO反應(yīng)生成硝酸

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

  解析：（1）空氣中含有大量的氮氣，所以生成氨氣的原料N₂來源于空氣，H₂來源于焦炭與水蒸氣的反應(yīng)產(chǎn)物水煤氣，C+H₂OCO+H₂
（2）硝酸鎂加入到蒸餾塔中作吸水劑，濃硫酸能吸水，而且難揮發(fā)，所以選用濃硫酸；
（3）由圖可知低溫主要產(chǎn)物為氮氣N₂，
生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率下降，
合成塔反應(yīng)過程中產(chǎn)生NO，為充分利用，補(bǔ)充空氣會進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸，；
（4）由題目信息可知，NO、NO₂二者混合物與水反應(yīng)生成亞硝酸，反應(yīng)方程式為NO+NO₂+H₂O=2HNO₂；
亞硝酸再與尿素反應(yīng)生成CO₂和N₂，反應(yīng)方程式為CO（NH₂）₂+2HNO₂═CO₂↑+2N₂↑+3H₂O，

【思路點撥】本題考查了工業(yè)合成氨與制備硝酸，同時考查了化學(xué)平衡，綜合性較強(qiáng).