氧化法制取硝酸,該法首先是將空氣分離得到氮?dú)夂脱鯕?,將氮?dú)馀c氫氣在高溫高壓下合成氨氣,再將氨氣、空氣和氧氣以一定比例通入溫度為800°C、壓強(qiáng)為p的氧化爐中,在Pt-Rh合金網(wǎng)為催化劑下進(jìn)行反應(yīng),生成的NO在冷卻時(shí)與氧氣生成NO2,NO2在吸收塔內(nèi)用水吸收,在過量氧氣的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸,其最高濃度可達(dá)50%。在氧化爐中催化氧化時(shí),有關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖;
氧化爐中主要發(fā)生的反應(yīng)如下:
Ⅰ.2NO(g)?N2(g)+O2(g)△H1=-180.6kJ?mol-1
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269kJ?mol-1
Ⅲ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H3
回答下列問題:
(1)計(jì)算△H3=-907.6kJ?mol-1-907.6kJ?mol-1。
(2)據(jù)圖可知,氧化爐中,300°C~400°C時(shí)反應(yīng)速率較快的是反應(yīng) ⅡⅡ(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(3)恒溫、恒壓時(shí),發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)。該反應(yīng)在450°C、20MPa下進(jìn)行,起始時(shí)n(N2):n(H2)=1:1,平衡時(shí),NH3分壓為5MPa,此時(shí)該反應(yīng)的Kp=0.020.02MPa-2(Kp為用分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)向密閉容器中充入4molNH3和5molO2,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,下列措施可提高NH3平衡轉(zhuǎn)化率的是 ABAB(填標(biāo)號(hào))。
A.減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)
B.實(shí)際生產(chǎn)中使n(O2):n(NH3)=2:1
C.研究開發(fā)使用效果更好的催化劑
D.升高反應(yīng)體系的溫度
【答案】-907.6kJ?mol-1;Ⅱ;0.02;AB
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:1引用:1難度:0.7
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(1)下面哪套裝置可以代替流程圖中①和②的作用
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