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氨氧化法是工業(yè)制硝酸的常見方法。
(1)合成氨。一種合成氨的新工藝如圖所示,工作時,使用熔融的電解質(zhì)通過兩步鐵基循環(huán)實現(xiàn)氨的合成。

該工藝合成氨的反應方程式為
2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3
2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3

(2)氮氧化物制備。
將氨催化氧化后,生成NO2的總反應為:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)ΔH=-57.1kJ?mol-1,反應分兩步:
2NO(g)?(NO)2(g)ΔH1<0 快反應,瞬間平衡
(NO)2(g)+O2(g)?2NO2(g)ΔH2<0 慢反應
當改變壓強、溫度時,NO轉(zhuǎn)化率隨時間變化如下表所示。
壓強/(×105Pa) 溫度/℃ NO轉(zhuǎn)化所需時間/s
50% 90% 98%
1 30 12.4 248 2830
90 25.3 508 5760
8 30 0.19 3.88 36.6
90 0.59 7.86 74
已知:反應生成NO2的速率方程v=k?K?p2(NO)?p(O2)。k是速率常數(shù),K是快反應的平衡常數(shù)。
①增大壓強,總反應速率
變快
變快
(填“變快”或“變慢”,下同);
②升高溫度,總反應速率
變慢
變慢
,原因是
升高溫度,快反應逆向移動,則K減小,k是速率常數(shù),隨溫度隨溫度升高而增大,慢反應也逆向移動,導致NO、O2濃度增大,溫度對K的影響大于對k和濃度的影響
升高溫度,快反應逆向移動,則K減小,k是速率常數(shù),隨溫度隨溫度升高而增大,慢反應也逆向移動,導致NO、O2濃度增大,溫度對K的影響大于對k和濃度的影響

(3)已知2NO2(g)=N2O4(g)ΔH3<0。將一定物質(zhì)的量的NO2充入不同溫度下的容器中,測得平衡時NO2和N2O4的體積分數(shù)如圖所示。

①代表NO2的曲線是
b
b
(填“a”或“b”)。
②假設平衡時體系的總壓為P0,則A點溫度下的平衡常數(shù)Kp=
2
P
0
2
P
0
(含P0的表達式),NO2的平衡轉(zhuǎn)化率=
66.7%
66.7%
。
(4)硝酸制備。已知3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)ΔH=-138.0kJ?mol-1,則4NO(g)+3O2(g)+2H2O(1)=4HNO3(aq)ΔH=
-447.3
-447.3
kJ?mol-1。

【答案】2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3;變快;變慢;升高溫度,快反應逆向移動,則K減小,k是速率常數(shù),隨溫度隨溫度升高而增大,慢反應也逆向移動,導致NO、O2濃度增大,溫度對K的影響大于對k和濃度的影響;b;
2
P
0
;66.7%;-447.3
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:1難度:0.6
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