问题 问答题

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2NO2+Na2CO3═NaNO2+______+______

(5)已知:温度低于21.15℃时,NO2几乎全部转变为N2O2.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)氨气的催化氧化反应方程式为:4NH3+5O2

催化剂
.
4NO+6H2O,故答案为;4NH3+5O2
催化剂
.
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,故答案为:检验装置的气密性;

(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,故答案为:提高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,故答案为: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,故答案为: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

则   K=

 
1
2
x
(2-x)2
=
1
2
   所以x=1,NO2的最大转化率=
1
2
×100%=50%,故答案为:
1
2
;50%.

单项选择题 A1/A2型题
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