Question

(15分)工來合成氨與制備硝酸一般可連續生產，流程如下：

(1)工來生產時，制取氫氣的一個反應為：，

①t℃時，往l L密閉容器中充人0．2 mol CO和0．3 mol水蒸氣，反應建立平衡后，體系中c(H₂)=0．12 mol?L^-1，該溫度下此反應的平衡常數K=             ；

②保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0．1 mol CO，當反應重新建立平衡時，水蒸氣的總轉化率(H₂O)=                  。

T(K)	T1	573	T2
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

（2）合成塔中發生反應為：

右表為不同溫度下該反應的平衡常數。由此可推知，表中T₁          573K（填“>”、“<”或“=”）。

(3)NH₃和O₂在鉑系催化劑作用下從145℃就開始反應：

 4NH₃+5O₂NO+6H₂O    AH=－905kJ?mol^-1，不同溫度下NO產率如圖所示，溫度高于900℃時，NO產率下降的原因                                           。

(4)吸收塔中反應為：3NO₂+H₂O2HNO₃+NO。從生產流程看，吸收塔中需要補充空氣，其原因是                                          

(5)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物，不經處理直接排放將污染空氣。目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷將氮氧化物還原為氮氣和水，其反應機理為：

  CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  H=－574kJ?mol^-1。；

  CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)    H=－1160 kJ?mol^-1；

則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學方程式為：                             。

Answer 1

(1)．①1(3分)：②50％(3分)

(2)．<(29)

(3)．溫度高丁900℃時，平衡向左移動(2分)

(4)．充入空氣，NO轉化為NO₂，有利于提高原料利用率(2分)

(5)．CH₄(g)q+2NO₂(g)=CO₂(g)q+N₂(g)   N=－867 kJ／mol(3分)