【化学与技术】工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示：某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）（1）工业上用氨气 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

【化学与技术】
工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示：

某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）
（1）工业上用氨气制取NO的化学方程式是                  ；
（2）连接好装置后，首先进行的操作是            ；
（3）通入a气体的目的是            ；
（4）盛有Na₂CO₃溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中发生反应的化学方程式是            。
（5）已知：温度低于21.15℃时，NO₂几乎全部转变为N₂O₄，工业上可用N₂O₄与水反应来提高硝酸产率，N₂O₄与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是       ；
（6）一定条件下，某密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）=0.500mol/L，c（N₂O₄）=0.125mol/L．则2NO₂（g）

N₂O₄（g）的平衡常数K= ，若NO₂起始浓度为2mol/L，相同条件下，NO₂的最大转化率为。

答案

（1）4NH₃+5O₂

4NO+6H₂O
（2）检验装置的气密性
（3）提高NO₂的转化率
（4）2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂
（4）2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃
（6）1/2 50%

解析

（1）氨气的催化氧化反应方程式为：4NH₃+5O₂

4NO+6H₂O
（2）连接好装置后先要检验装置的气密性，当装置气密性良好才能进一步进行实验。
（3）二氧化氮通入水中会生成硝酸和一氧化氮，再通氧气可以使一氧化氮转化为二氧化氮从而提高了NO₂的转化率。
（4）根据元素守恒和得失电子守恒分析，2NO₂和水反应生成硝酸，硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠和二氧化碳，其反应方程为2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂
（5）根据元素守恒和得失电子守恒分析，N₂O₄与水和氧气反应生成硝酸，反应方程式为：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃
（6）根据平衡常数表达式计算，K= c(N₂O₄)/ c²(NO₂)=1/2，设反应的NO₂为xmol/L
2NO₂（g）

N₂O₄（g）
起始浓度：      2mol/L           0
反应浓度：    x        1/2 x
平衡浓度：   2-x       1/2 x

X=1 NO₂的最大转化率=1/2×100%=50%

核心考点

试题【【化学与技术】工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示：某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）（1）工业上用氨气】；主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]

举一反三

已知：CO(g)+H₂O(g)

CO₂(g)+H₂(g) ΔH=Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：

温度/℃	400	500	850
平衡常数	9.94	9	1

请回答下列问题：
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为，该反应的Q 0。
（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H₂O(g)，发生上述反应，CO和H₂O(g)浓度变化如图所示，则0~4min时平均反应速率v(CO)= 。

（3）若在500 ℃时进行，且CO、H₂O(g)的起始浓度均为0.020mol/L，该条件下，CO的最大转化率为         。
（4）若在850℃时进行，设起始时CO和H₂O(g)共为1mol，其中水蒸气的体积分数为x平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为     。
（5）某电化学装置可实现2CO₂=2CO+O₂的转化，使CO重复使用。已知该反应的阳极应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，则阴极反应式为                   。
（6）有人提出可以设计反应2CO=2C+O₂(ΔH>0)来消除CO的污染，请判断上述反应能否发生     (填“可能”或“不可能”)，理由是              。

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一定条件下发生反应：CO(g)＋2H₂(g)

CH₃OH(g)。工业上依此用CO生产燃料甲醇。

（1）甲图是反应时CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用H₂浓度变化表示平均反应速率v(CO)＝__________________。
（2）乙图表示该反应进行过程中能量的变化。曲线b下的反应条件为。该反应的焓变是________（填“ΔH<0”或“ΔH>0”），写出反应的热化学方程式；选择适宜的催化剂______（填“能”或“不能”）改变该反应的反应热。
（3）该反应平衡常数K的表达式为______________________，温度升高，平衡常数K________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（4）恒容条件下，下列措施中能使

增大的有____________。
a．降低温度 b．充入He气
c．再充入1molCO和2molH₂d．使用催化剂

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下列说法不正确的是

A．在固定体积的密闭容器中发生可逆反应A（s）+B（g）

C(g)+D（g），当混合气体的密度不再改变时，说明已达到化学平衡状态

B．对于反应C（s）+CO₂(g)

2CO(g)△H>0，改变某一条件，若化学平衡常数增大，则反应速率也一定增大

C．向0.1mol·L^-1的NH_3·H₂O中加入氯化铵固体，则溶液中

增大

D．常温下向Mg（OH）₂悬浊液中加入MgCl₂浓溶液后，溶液中

不变

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含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。
（1）SO₂可用于工业生产SO₃。
①在一定条件下，每生成8g SO₃气体，放热9.83kJ。该反应的热化学方程式为________。
②在500℃，催化剂存在的条件下，向容积为1L的甲、乙两个密闭容器中均充入 2 mol SO₂和1 mol O₂。甲保持压强不变，乙保持容积不变，充分反应后均达到平衡。
I．平衡时，两容器中SO₃体积分数的关系为：甲_______乙（填“>”、“<”或“ =”）。
II．若乙在t₁ min时达到平衡，此时测得容器乙中SO₂的转化率为90%，则该
反应的平衡常数为_______；保持温度不变，t₂ min时再向该容器中充入1 mol SO₂和1 mol SO₃，t₃min时达到新平衡。请在下图中画出t₂~t₄ min内正逆反应速率的变化曲线（曲线上必须标明V_正、V_逆）

（2）硫酸镁晶体（MgSO₄·7H₂O )在制革、医药等领域均有广泛用途。4.92g硫酸镁晶体受热脱水过程的热重曲线（固体质量随温度变化的曲线）如右图所示。

①固体M的化学式为__________。
②硫酸镁晶体受热失去结晶水的过程分为_________个阶段。
③N转化成P时，同时生成另一种氧化物，该反应的化学方程式为_________。

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（1３分）
Cl₂是一种重要的化工原料。
（1）电解饱和NaCl溶液获得Cl₂的化学方程式是_______。
（2）为便于储存，要将氯气液化[ Cl₂(g)

Cl₂(l) ]，应采取的措施是_______（写出一条即可）。
（3）液氯储存区贴有的说明卡如下（部分）：

危险性
储运要求	远离金属粉末、氨、烃类、醇更物质；设置氯气检测仪
泄漏处理	NaOH、NaHSO₃溶液吸收
包装	钢瓶

① 用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO₃溶液的作用_______。
② 若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是。
③ 氯气含量检测仪工作原理示意图如下：

Cl₂在Pt电极放电的电极反应式是_______。
（4）质量标准要求液氯含水量（以1 g氯气含水的质量计）＜0. 4 mg，含水量超标会严重腐蚀钢瓶。液氯含水量的测定装置如下图所示：

（已知：P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄；Cl₂与P₂O₅不反应。）
① 用离子方程式说明c装置的作用_______。
② 检测液氯的含水量，根据上图，需要测定的数据是_______。

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