返回

高中化学

首页
首页 高中化学知识 热化学方程式 工业制取硝酸 化学平衡的有关计算 试题正文
  • 问答题
    如图1所示是工业生产硝酸的流程：

    魔方格

    合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt-Rh合金网．请回答下列问题：
    （1）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨．2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如图2所示．
    魔方格
    、
    魔方格
    、
    魔方格
    分别表示N2、H2、NH3．图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______．
    （2）合成氨反应的化学方程式为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），写出该反应的化学平衡常数表达式K=______．在一定温度和压强下，将H2 和N2 按3：1（体积之比）混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3 的体积分数为15%，此时H2 的转化率为______．
    （3）已知：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=-1 266.8kJ/mol
    N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+1 80.5kJ/mol，氨催化氧化的热化学方程式为______．
    （4）吸收塔中通入空气的目的是______．
    本题信息：化学问答题难度较难 来源:未知
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “如图1所示是工业生产硝酸的流程：合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt-Rh合金网．请回答下列问题：（1）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨．2007年化学家...” 主要考查您对

热化学方程式

工业制取硝酸

化学平衡的有关计算

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 热化学方程式
  • 工业制取硝酸
  • 化学平衡的有关计算
热化学方程式：

1．定义表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。
2．表示意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明厂化学反应中的能量变化。例如：：，表示在25℃、101kPa下，2molH2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molH2O(l)时要释放571．6kJ 的能量。
热化学反应方程式的书写：

热化学方程式与普通化学方程式相比，在书写时除厂要遵守书写化学方程式的要求外还应注意以下问题：
1．注意△H的符号和单位 △H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，△H为“-”；若为吸热反应，△H为“+”。△H的单位一般为kJ／moJ。
2．注意反应条件反衄热△H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。绝大多数△H是是25℃、101kPa下测定的，此条件下进行的反应可不注明温度和压强。
3．注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用：l“，固体用“s”，溶液用“aq”。
4．注意热化学方程式的化学计量数
(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(2)热化学方程式中的反应热表示反应已完成时的热量变化，由于△H与反应完成的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应，如果化学计量数加倍，则△H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

工业制取硝酸：

(1)其法以氨和空气为原料，用Pt—Rh合金网为催化剂在氧化炉中于800℃进行氧化反应，生成的NO在冷却时与O2生NO2，NO2在吸收塔内用水吸收在过量空气中O2的作用下转化为硝酸，最高浓度可达50％。
4NH3+5O24NO+6H2O①
2NO+O2==2NO2②
3NO2+H2O==2HNO3+NO③
4NO2+O2+2H2O==4HNO3④
③中的NO可以进入②中继续利用
制取的50%的硝酸用硝酸镁或者浓H2SO4做吸水剂，蒸馏，可得到高浓度的硝酸，甚至98%以上的“发烟”硝酸。尾气处理，生产过程中NO循环使用，可以最大程度利用原料，并且减少尾气中的NOx的排放，尾气一般用NaOH溶液进行吸收，发生氧化还原反应，可以综合利用尾气中的NOx：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O、NO+NO2+2NaOH=2NaNO3+H2O
(2)制取的50%的硝酸用硝酸镁或者浓H2SO4做吸水剂，蒸馏，可得到高浓度的硝酸，甚至98%以上的“发烟”硝酸。尾气处理，生产过程中NO循环使用，可以最大程度利用原料，并且减少尾气中的NOx的排放，尾气一般用NaOH溶液进行吸收，发生氧化还原反应，可以综合利用尾气中的NOx 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH=2NaNO3+H2O
化学平衡计算的一般思路和方法：

有天化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量，气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等。通常的思路是写出反应方程式，列出相关量(起始量、变化量、平衡量)，确定各量之间的火系，列出比例式或等式或依据平衡常数求解，这种思路和方法通常称为“三段式法”、如恒温恒压下的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+ qD(g)
(1)令A、B的起始物质的量分别为amol，bmol 达到平衡后，A的消耗量为m·xmol，容器容积为VL。

则有：

(2)对于反应物，对于生成物
(3)
(4)A的转化率
(5)平衡时A的体积（物质的量）分数

(6)
(7)
(8)

发现相似题
与“如图1所示是工业生产硝酸的流程：合成塔中内置铁触媒，氧化炉...”考查相似的试题有：