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解答题-原理综合题 较难0.4 引用3 组卷524
氨氧化法是工业制硝酸的常见方法。
(1)合成氨。一种合成氮的新工艺如图所示，工作时，使用熔融的电解质通过两步铁基循环实现氨的合成。

“合成”步骤的化学反应方程式为___________，该工艺中的作用是___________。
(2)氮氧化物制备。将氨催化氧化后，生成的总反应为：
，反应分两步：
     快反应，瞬间平衡
     慢反应
当改变压强、温度时，转化率随时间变化如下表示。
压强温度的转化所需时间/s
13012.42482830
9025.35085760
8300.193.8836.6
900.597.8674
已知：反应生成的速率方程。k是速率常数，随温度升高而增大，K是快反应的平衡常数。
①增大压强，总反应速率___________(填“变快”或“变慢”，下同)；
②升高温度，总反应速率___________，原因是___________。
(3)已知。将一定物质的量的充入不同温度下的容器中，测得平衡时和的体积分数如图所示。

①代表的曲线是___________(填“a”或“b”)。
②假设平衡时体系的总压为，则A点温度下的平衡常数___________，计算的平衡转化率，写出计算过程。
(4)硝酸制备。已知，则___________。
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知识点：盖斯定律与热化学方程式温度对化学平衡移动的影响化学平衡常数的有关计算与转化率变化有关图像的分析 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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氮及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)在一定温度下，氨气溶于水的过程及其平衡常数为：
   
   
其中P为的平衡压强，为在水溶液中的平衡浓度。设氮气在水中的溶解度，则用P、和表示S的代数式为_______。
(2)氨在催化氧化反应时发生如下反应：
I.   
II.   
III.   
①反应I在常压下自发进行的条件是_______。
②将一定比例的和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、生成的选择率与温度的关系如图所示。

下列说法正确的是_______。
A.其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大
B.其他条件不变，在175～300℃范围，随温度的升高，出口处的物质的量先增大后减小
C.催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于250℃
D.随温度的升高，选择性下降的原因可能为催化剂对生成的反应活性下降，副反应的速率变大
(3)的氧化反应：，分两步进行。
I.   
II.   
已知：i.决定氧化反应速率的是步骤“II”
ii.，反应I的活化能为，反应II的活化能为
①请在图中画出氧化反应的过程能量示意图(必要的地方请标注)_______。

②某工业制硝酸流程中，进入反应塔的混合气体中和发生化学反应：，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：
压强温度/℃达到所列转化率需要时间/s
50％90％98％
1.030122502830
90255105760
氧化生成反应的反应速率随温度的升高而_______(填升高、降低或不变)，试分析其原因_______。
以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下可制备HCOOCH3(g)，发生的主要反应如下：
I. CH3OH(g)+CO2(g)HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+756.83kJ·mol-1 Kp1
II. HCOOH(g)+CH3OH(g)HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316.12kJ·mol-1 Kp2
III.2HCHO(g)HCOOCH3(g) ΔH3= -162.04kJ·mol-1 Kp3
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=____；该反应的压强平衡常数Kp=____(用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示)。
(2)已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系，且符合van’tHoff方程lgKp=-×+C(其中R、C为常数，ΔH为反应热)。反应I、II、III的lgKp与之间均为线性关系，如图1所示。其中反应I对应的曲线为____(填“a”、“b”或“c”)。

(3)260℃时，向体积为VL的密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g)发生反应I、II、III，达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.2mol和0.95mol。
①CH3OH(g)的平衡转化率为____。
②260℃时，反应II的平衡常数K=____。
③当温度高于260℃时，CH3OH(g)的转化率随温度的升高而____(填“增大”、“减小”或“不变”)，HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为____。
(4)利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g和CO2(g)合成HCOOCH3(g)，其反应机理如图2所示。

①260℃时，将=的混合气体以10L·h-1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3(g)的产率为80%时，其生成速率v(HCOOCH3)=____L·h-1。
②若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为____。

硝酸是基本化学工业的重要产品之一、

(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)；ΔH=+180.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；ΔH=-483.6kJ·mol-1

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)；ΔH=-92.4kJ·mol-1

则4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)的ΔH=___________。

(2)生产硝酸的第二步反应是2NO+O2=2NO2，在0.1MPa和0.8MPa压强下，NO的平衡转化率α随温度的变化如图所示，反应在400℃、0.8Mpa时的α=___________，判断的依据是___________。在压强P1、温度600℃时，A点v正___________v逆(填“大于”、“小于”或者“等于”)。

(3)将amolNO，bmolO2通入反应器中，在温度T，压强P条件下进行反应。平衡时，若NO的转化率为m，则NO2的分压为___________。该反应的平衡常数Kp=___________(以含字母P的式子表示，分压=总压×物质的量分数)。

(4)研究表明NO和O2的反应分两步进行

①2NO=(NO)2ΔH＜0

②(NO)2+O2=2NO2ΔH＜0

NO和O2反应速率公式为v=k·K·p2(NO)·p(O2)，K为反应①的平衡常数，k为反应②速率常数(k随温度T升高而增大)。当其他条件不变时，研究NO达到一定转化率时，温度与时间的关系如下表所示。

压强/(×105pa)

温度/℃

NO达到一定转化率所需时间/s

50%

90%

98%

1

30

12.4

248

2830

90

25.3

508

5760

8

30

0.19

3.88

36.4

90

0.59

7.86

74

根据信息，对于反应：2NO+O2=2NO2，当其他条件一定时，温度对反应速率的影响是___________，原因是___________。

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