高中化學(xué)魯科版化學(xué)與技術(shù)主題一空氣資源氨的合成單元測試 專題3氨氧化法制硝酸

課題3氨氧化法制硝酸1．理解氨氧化法制硝酸的反應(yīng)原理，并能利用反應(yīng)原理說明如何制得一氧化氮和選擇吸收二氧化氮的條件。(重點(diǎn))2．了解氨氧化法制硝酸過程中的尾氣對環(huán)境的危害及其處理方法，樹立環(huán)保意識。(難點(diǎn))3．進(jìn)一步認(rèn)識催化劑在化工生產(chǎn)中的重要作用，體會實驗室研究與工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。氨氧化法制硝酸1.制備流程：NH3eq\o(→,\s\up8(O2))NOeq\o(→,\s\up8(O2))NO2eq\o(→,\s\up8(H2O))HNO3。2．反應(yīng)原理：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。1．氨氧化法制硝酸過程中，發(fā)生氧化反應(yīng)的含氮物質(zhì)有哪些？【提示】NH3、NO、NO2中氮元素化合價升高，均發(fā)生氧化反應(yīng)。氨氧化法制硝酸的模擬實驗A．氨水(濃氨水∶水＝∶1) B．催化劑(Cr2O3)C．干燥劑(無水氯化鈣) D．氧化瓶E．吸收瓶(水、石蕊溶液) F．NaOH溶液氨氧化法制硝酸的實驗裝置示意圖1．操作：先加熱硬質(zhì)試管中的催化劑，再把空氣緩緩地、均勻地鼓入氨水中，待催化劑開始紅熱時，撤走酒精燈。2．思考(1)氧化瓶D中的現(xiàn)象：瓶內(nèi)變成紅棕色。(2)寫出E中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(3)F的作用是吸收未反應(yīng)的NO、NO2氣體。2．試通過模擬實驗分析氨氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)?！咎崾尽看呋瘎┘t熱時，撤走酒精燈，利用反應(yīng)釋放的熱量維持反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，說明氨氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)。硝酸的工業(yè)制取1.如何獲得一氧化氮(1)氨氣與O2反應(yīng)可生成多種不同的產(chǎn)物，如NO、N2O、N2，若不控制反應(yīng)條件，只會生成氮?dú)狻?2)科學(xué)家通過研究，找到了選擇NO并加快反應(yīng)速率的催化劑，主要包括鉑系催化劑和非鉑系催化劑兩類。2．選擇吸收二氧化氮的條件(1)吸收NO2的反應(yīng)為：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。(2)吸收NO2反應(yīng)的特點(diǎn)：①可逆反應(yīng)；②放熱反應(yīng)；③氣體總體積縮小的反應(yīng)。(3)吸收NO2的方法：欲使原料利用充分，得到的硝酸的濃度增大，可采取加壓、降溫的方法，現(xiàn)代硝酸生產(chǎn)改用全壓法和綜合法，成品酸中HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)60%～70%，提高了NO2的吸收率。3．常壓法生產(chǎn)硝酸尾氣的處理(1)堿液吸收法：2NO2＋Na2CO3=NaNO3＋NaNO2＋CO2。(2)催化還原法：如用H2、CH4等在催化劑作用下與氮的氧化物反應(yīng)。3．溫度和壓強(qiáng)對氣體的溶解性產(chǎn)生哪些影響？【提示】溫度越高，氣體的溶解性越差，反之越強(qiáng)；壓強(qiáng)越大，氣體的溶解性越強(qiáng)，反之越差。硝酸的工業(yè)制法【問題導(dǎo)思】①工業(yè)制硝酸的原料是什么？【提示】氨氣和空氣。②如何獲得一氧化氮？【提示】4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(Pt),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O。③吸收NO2的方法是什么？【提示】全壓法和綜合法。1．工業(yè)制硝酸的原料：NH3和空氣。2．反應(yīng)流程：NH3eq\o(→,\s\up8(O2))NOeq\o(→,\s\up8(O2))NO2eq\o(→,\s\up8(H2O))HNO3。3．反應(yīng)設(shè)備：氧化爐、吸收塔、蒸餾塔。4．工藝流程5．相關(guān)反應(yīng)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO1．Mg(NO3)2具有脫水作用，可用于提高HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2．在工業(yè)制HNO3過程中，注意勒·夏特列原理的應(yīng)用。把燒紅了的鉑絲插入盛有濃氨水的錐形瓶中，可觀察到下列現(xiàn)象：①液面上的鉑絲保持紅熱；②瓶內(nèi)有紅棕色氣體產(chǎn)生；③有時瓶口有白煙出現(xiàn)。請用必要的文字和有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式解釋上述現(xiàn)象?！窘馕觥堪迸c氧氣在有催化劑存在時可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O，反應(yīng)是放熱的，因此可觀察到燒紅的鉑絲保持紅熱狀態(tài)。生成的NO容易與O2繼續(xù)反應(yīng)生成紅棕色的NO2氣體：2NO＋O2=2NO2。NO2氣體遇水蒸氣則發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，生成的HNO3是揮發(fā)性酸，可與氨水揮發(fā)出的NH3化合產(chǎn)生白煙NH4NO3，反應(yīng)方程式為NH3＋HNO3=NH4NO3?！敬鸢浮堪彼讚]發(fā)，瓶內(nèi)充滿NH3和O2的混合氣體，當(dāng)紅熱的鉑絲插入時，由于發(fā)生下列反應(yīng)：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O而放出大量的熱，致使鉑絲保持紅熱。生成的NO可繼續(xù)和O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，反應(yīng)方程式為2NO＋O2=2NO2，而NO2能與水蒸氣反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，生成的揮發(fā)性酸HNO3遇NH3則產(chǎn)生白煙NH4NO3，化學(xué)反應(yīng)方程式為NH3＋HNO3=NH4NO3。NH3遇HNO3產(chǎn)生白煙固體顆粒，易誤寫為白霧液體小液滴。1．工業(yè)上用氨的催化氧化法制HNO3時，先制得50%左右的硝酸，然后再制成98%的濃HNO3，一般采用的方法是()A．加CaCl2后再蒸餾濃縮B．加生石灰吸去水分后再過濾C．加硝酸鎂后再蒸餾濃縮D．加入濃H2SO4后再分液【解析】以硝酸鎂做脫水劑，將濃硝酸鎂溶液與稀硝酸按一定比例混合進(jìn)行蒸餾。由于硝酸鎂具有脫水作用，因此可蒸出HNO3含量較高的硝酸蒸氣。將硝酸蒸氣再進(jìn)行精餾，即可得到HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸蒸氣，冷凝后即得濃硝酸?！敬鸢浮緾尾氣的凈化和處理【問題導(dǎo)思】①硝酸工業(yè)中尾氣的有害成分是什么？【提示】NO、NO2等含氮氧化物。②處理硝酸工業(yè)尾氣常用什么方法？【提示】堿液吸收法和催化還原法。③處理硝酸工業(yè)尾氣常用的原料是什么？【提示】純堿溶液或甲烷、氫氣等。1．堿液吸收法2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2，NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2利用碳酸鈉溶液吸收氮的氧化物比較經(jīng)濟(jì)，但處理后的尾氣中氮的氧化物的含量仍難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，人們又采用催化還原法凈化尾氣。2．催化還原法H2＋NO2=NO＋H2O2H2＋2NO=N2＋2H2OCH4＋4NO2=4NO＋CO2＋2H2OCH4＋4NO=2N2＋CO2＋2H2O在催化劑存在的條件下，利用各種燃料氣中的甲烷、氫氣等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退?，使尾氣中氮的氧化物的含量降低，達(dá)到甚至低于排放標(biāo)準(zhǔn)。在硝酸生產(chǎn)過程所排放出來的廢氣中含有NO和NO2，它們污染環(huán)境，現(xiàn)用氨催化還原法將它們轉(zhuǎn)化為無毒氣體(填名稱)____________直接排入空氣中，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________。假設(shè)NO和NO2的物質(zhì)的量之比恰好為1∶1，則兩者的混合物相當(dāng)于一種酸酐，寫出用燒堿溶液吸收這種酸酐的化學(xué)方程式：_______________________?！窘馕觥肯跛岬乃狒荖2O5，和NaOH反應(yīng)生成NaNO3，亞硝酸的酸酐是N2O3，和NaOH反應(yīng)生成NaNO2。【答案】氮?dú)?NO＋4NH3eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(△))5N2＋6H2O、6NO2＋8NH3=7N2＋12H2ON2O3＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2．工業(yè)尾氣中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH3與NOx反應(yīng)生成無毒物質(zhì)。某同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮氧化物的處理過程?！緦?dǎo)學(xué)號：28920009】(一)提供的裝置(二)NH3的制取(1)下列有關(guān)實驗室制備氣體的說法正確的是______(填序號)。①可以用排飽和食鹽水的方法收集氯氣②用赤熱的炭與水蒸氣反應(yīng)制取氫氣③實驗室制氧氣有時需要加熱，有時不需要加熱④用無水氯化鈣干燥氨氣⑤用濃鹽酸洗滌高錳酸鉀分解制氧氣的試管(2)從所提供的裝置中選取一個能制取氨氣的裝置：____________(填字母)。(3)當(dāng)采用你所選用的裝置制取氨氣時，相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________________________。(三)模擬尾氣的處理選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置，回答有關(guān)問題：(4)A中反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。(5)D裝置中的液體可換成________(填字母)。a．CuSO4b．H2Oc．CCl4d．濃硫酸(6)該同學(xué)所設(shè)計的模擬尾氣處理實驗還存在的明顯缺陷是_____________?！窘馕觥?2)實驗室制備氨氣可用氫氧化鈣與氯化銨固體加熱法，也可以用濃氨水與固體氫氧化鈉(或氧化鈣)在常溫下制取?？蛇x裝置C或G。(3)根據(jù)所選裝置寫出相應(yīng)制備反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)A中為Cu與稀硝酸的反應(yīng)：3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(5)D中用濃氨水防止氨氣被吸收，因此還可以換成CCl4。(6)該反應(yīng)中尾氣含有NO等污染性氣體，應(yīng)除去后再排空?！敬鸢浮?1)①③⑤(2)C(或G)(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up8(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O[或CaO＋NH3·H2O=NH3↑＋Ca(OH)2](4)3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(5)c(6)NO尾氣直接排放，沒有進(jìn)行處理1．工業(yè)制HNO3的3個反應(yīng)：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO2．處理硝酸工業(yè)尾氣的2種方法：(1)堿液吸收法；(2)催化還原法。1．下列過程：①豆科植物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化為氮肥；②雷雨時雨水中存在一定量硝酸；③工業(yè)上將N2合成氨；④用氨氧化法制硝酸，其中屬于固氮的是()A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④【解析】將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變成含氮化合物的過程叫固氮。【答案】A2．硝酸工業(yè)中，不涉及的反應(yīng)是()A．4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2OB．3NO2＋H2O=2HNO3＋NOC．NH3＋HNO3=NH4NO3D．2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2【解析】工業(yè)制硝酸過程中，涉及A、B兩項反應(yīng)；尾氣處理過程中涉及D項反應(yīng)?！敬鸢浮緾3．下列有關(guān)氨氧化法制硝酸的說法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：28920230】A．氨氧化法制硝酸關(guān)鍵的一步是尋找催化劑使NH3轉(zhuǎn)化為NO的產(chǎn)率增大B．由3NO2＋H2O2HNO3＋NO可知整個生產(chǎn)過程中，從理論上說消耗1molNH3僅生成eq\f(2,3)molHNO3C．全壓法吸收NO2比常壓吸收NO2得到的HNO3溶液的濃度大D．工業(yè)上用Mg(NO3)2做脫水劑由60%～70%的HNO3溶液獲得95%～100%的濃HNO3【解析】由于NH3與O2反應(yīng)生成NO、N2、N2O的速率均很大，工業(yè)上就采用催化劑，利用它的選擇性，增大NH3生成NO的速率，來提高NO的產(chǎn)率。分析整個過程，從理論上說，由于充入了過量的O2，使得反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，1molNH3能生成1molHNO3。常壓吸收NO2得HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于50%的稀HNO3，全壓吸收NO2后，HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)60%～70%?！敬鸢浮緽4．在氨氧化法制硝酸中，二氧化氮的吸收反應(yīng)如下：3NO2＋H2O2HNO3＋NO(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))為了提高硝酸的產(chǎn)率，應(yīng)該采取的措施是()A．降低溫度 B．升高溫度C．減小壓強(qiáng) D．加入催化劑【解析】該平衡為正反應(yīng)氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)、降低溫度可使平衡向右移動，提高硝酸的產(chǎn)率?！敬鸢浮緼5．汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NO及汽油、柴油等物質(zhì)，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源，必須予以治理。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)化器”(用鉑、鈀合金做催化劑)。它的特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使汽油、柴油等物質(zhì)充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。(1)寫出CO與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________。(2)下列控制或者減少城市汽車尾氣污染的方法合理的是________。A．開發(fā)氫能源 B．使用電動車C．限制車輛行駛 D．戴上呼吸面具【解析】(1)題干中的信息，生成“參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體”，即CO2和N2：2CO＋2NOeq\o(=,\s\up8(催化劑))N2＋2CO2。(2)控制或減少汽車尾氣污染，不是污染后再治理?！敬鸢浮?1)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up8(催化劑))N2＋2CO2(2)AB學(xué)業(yè)分層測評(三)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列氣體能造成空氣中光化學(xué)煙霧污染的是()A．CO2 B．COC．NO2 D．Cl2【答案】C2．關(guān)于NO的下列敘述不正確的是()A．NO可以是某些含低價N元素物質(zhì)被氧化的產(chǎn)物B．NO不是亞硝酸酐C．NO可以是某些含高價N元素物質(zhì)被還原的產(chǎn)物D．NO是紅棕色氣體【解析】NO中N為＋2價，故NO既有氧化性，又有還原性，可以為低價含N物質(zhì)失去電子被氧化的產(chǎn)物，也可為高價含N物質(zhì)得到電子被還原的產(chǎn)物。N2O3為亞硝酸酐。D項不正確，NO為無色。【答案】D3．化工生產(chǎn)中的廢氣和汽車尾氣的排放是造成大氣污染的主要原因。下列氣體經(jīng)過處理后可用做燃料的是()A．硫酸工業(yè)尾氣 B．硝酸工業(yè)尾氣C．汽車尾氣 D．高爐煤氣【解析】各選項與主要污染物的對應(yīng)關(guān)系是：A——二氧化硫、三氧化硫；B——一氧化氮、二氧化氮；C——一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和烴；D——一氧化碳、二氧化碳。由于汽車尾氣很分散，而目前甚至于今后一段時間內(nèi)，將汽車尾氣轉(zhuǎn)化為燃料還不現(xiàn)實，故選D?！敬鸢浮緿4．在體積為VL的密閉容器中通入amolNO和bmolO2。反應(yīng)后容器內(nèi)氮原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為()\f(a,b) \f(a,2b)\f(a,a＋2b) \f(a,2a＋b)【解析】根據(jù)原子守恒得答案為：eq\f(a,a＋2b)?！敬鸢浮緾5．3NO2＋H2O=2HNO3＋NO為工業(yè)上氨催化氧化法制硝酸的反應(yīng)之一，該反應(yīng)中NO2的作用是()A．只作氧化劑B．只作還原劑C．既作氧化劑又作還原劑D．既不作氧化劑又不作還原劑【解析】該反應(yīng)二氧化氮中N元素的化合價由＋4價變?yōu)椋?價和＋2價，二氧化氮既失電子又得電子，所以二氧化氮既是氧化劑又是還原劑，故選C?！敬鸢浮緾6．下列反應(yīng)既屬于離子反應(yīng)，又屬于氧化還原反應(yīng)的是()【導(dǎo)學(xué)號：28920231】A．4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2OB．2NO＋O2=2NO2C．3NO2＋H2O=2HNO3＋NOD．N2O3＋2NaOH=2NaNO2＋H2O【解析】A、B兩項反應(yīng)不屬于離子反應(yīng)；D項反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)?！敬鸢浮緾7．工業(yè)制硝酸的其中一步反應(yīng)為氨的氧化，反應(yīng)方程式為4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH<0，有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A．反應(yīng)達(dá)到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2O)B．反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，c(NH3)·c(O2)＝c(NO)·c(H2O)C．其它條件不變，溫度越高，氨的轉(zhuǎn)化率越高D．增大壓強(qiáng)是加快反應(yīng)速率并提高NO產(chǎn)率的有效措施【解析】A．反應(yīng)達(dá)到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2O)，各組分濃度不變，故A正確；B.反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，體系中各組分的濃度不變，與c(NH3)·c(O2)和c(NO)·c(H2O)是否相等無關(guān)，故B錯誤；C.該反應(yīng)正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，溫度越高，氨的轉(zhuǎn)化率越低，故C錯誤；D.由于增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，一氧化氮生產(chǎn)量減小，所以尋找合適的催化劑及提高氧氣的濃度是加快反應(yīng)速率并提高NO產(chǎn)率的有效措施，故D錯誤。故選A。【答案】A8．已知氮的氧化物跟NaOH溶液發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，現(xiàn)有mmolNO2和nmolNO組成的混合氣體，需用NaOH溶液使其完全吸收至無氣體剩余。已知NaOH物質(zhì)的量濃度為amol·L－1，則需該NaOH溶液的體積是()\f(m,a)L \f(2,3a)L\f(2m＋n,3a)L \f(m＋n,a)L【解析】根據(jù)氣體全部被吸收，生成的鹽是NaNO3和NaNO2，可知鈉原子的物質(zhì)的量等于氮原子的物質(zhì)的量，即n(NaOH)＝n(NO2)＋n(NO)＝(m＋n)mol，所以NaOH溶液的體積為eq\f(m＋n,a)L?！敬鸢浮緿9．將20mL二氧化氮和氨氣的混合氣體，在一定條件下充分反應(yīng)，化學(xué)方程式是6NO2＋8NH37N2＋12H2O。已知參加反應(yīng)的二氧化氮比氨氣少2mL(氣體體積均在相同狀況下測定)，則原混合氣體中二氧化氮和氨氣的物質(zhì)的量之比是：①3∶2②2∶3③3∶7④3∶4，正確的組合為()A．①③ B．②③C．②④ D．①④【解析】注意到給予的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。NO2、NH3均不可能完全消耗。NO2比NH3少消耗了2mL，具體關(guān)系應(yīng)該為NO2消耗6mL，NH3消耗8mL，兩種物質(zhì)共消耗了14mL，剩余6mL，具體剩余的NO2、NH3各有多少，依據(jù)起始的投入來決定。起始投入不確定時，具體剩余的NO2、NH3體積也不確定。反過來，不知道剩余的NO2、NH3體積也就無法確定起始給予的NO2、NH3各多少體積。但是，用極端假設(shè)法可以確定起始給予的NO2、NH3的體積范圍。假若剩余的氣體全部為NO2，則原NO2有(6＋6)mL＝12mL，NH3有8mL，原混合氣體中二氧化氮和氨氣的物質(zhì)的量之比是3∶2。假若剩余的氣體全部為NH3，則原NH3有(8＋6)mL＝14mL，NO2有6mL，原混合氣體中二氧化氮和氨氣的物質(zhì)的量之比是3∶7，故原混合氣體中eq\f(3,7)<eq\f(nNO2,nNH3)<eq\f(3,2)?！敬鸢浮緾10．將mg氨通過氨氧化法完全制成硝酸，且將硝酸全部溶解在反應(yīng)中生成的水里制成濃硝酸，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()A．% B．50%C．% D．98%【解析】根據(jù)4NH3＋5O2=4NO＋6H2O,4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3得關(guān)系式：NH3＋2O2=HNO3＋H2O，故溶液相當(dāng)于1mol水中溶解1molHNO3，故質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(63g,63g＋18g)×100%＝%?！敬鸢浮緼[能力提升]11．硝酸工業(yè)尾氣的凈化方法有多種。(1)堿液吸收是一種常用的方法。工業(yè)上常用純堿溶液來吸收尾氣中的氮的氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。如果希望吸收產(chǎn)物全部為硝酸鈉，可用濃硝酸處理所得的吸收液，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。(2)催化還原法是用還原劑在有催化劑存在的條件下來還原氮的氧化物。如果以NH3為還原劑，可分別將尾氣中的NO和NO2還原成N2和H2O，寫出這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2NaNO2＋2HNO3=NaNO3＋2NO2↑＋H2O(2)4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up8(催化劑))5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up8(催化劑))7N2＋12H2O12．某化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計了如圖的實驗裝置。將氨氣與過量的氧氣通入硬質(zhì)玻璃管中，管中裝有Cr2O3催化劑，用酒精燈加熱。(1)氨氣催化氧化的化學(xué)方程式是____________________________________________；試管內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________。(2)停止反應(yīng)后，立即關(guān)閉試管的兩個活塞，一段時間后，將試管浸入冰水中，試管內(nèi)氣體顏色__________，原因是__________________________________?！敬鸢浮?1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO2(2)變淺存在2NO2N2O4的平衡，降溫平衡右移13．工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：(1)某溫度下體積為200L的氨合成塔中，測得如下數(shù)據(jù)：時間(h)濃度(mol·L－1)01234N2c1c1H2c2c2NH30c3c3根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算0～2小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為________mol·L－1·h－1。若起始時與平衡時的壓強(qiáng)之比為a，則N2的轉(zhuǎn)化率為________(用含a的代數(shù)式表示)。(2)氨氣和氧氣從145℃已知：4NH3＋5O24NO＋6H2OK1＝1×1053(900℃4NH3＋3O22N2＋6H2OK2＝1×1067(900℃溫度較低時以生成________為主，溫度高于900℃時，NO產(chǎn)率下降的原因_________________________________________________________________________________________________________________________________。吸收塔中需要補(bǔ)充空氣的原因______________________________________。(3)尾氣處理時小型化工廠常用尿素作為氮氧化物的吸收劑，此法運(yùn)行費(fèi)用低，吸收效果好，不產(chǎn)生二次污染，吸收后尾氣中NO和NO2的去除率高達(dá)%。其主要的反應(yīng)為氮氧化物混合氣與水反應(yīng)生成亞硝酸，亞硝酸再與尿素[CO(NH2)2]反應(yīng)生成CO2和N2，請寫出有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)由反應(yīng)速率的計算表達(dá)式，可求出v(N2)＝mol·L－1－mol·L－1)/2h＝mol·L－1·h－1。設(shè)N2轉(zhuǎn)化xmol。N2＋3H22NH3起始/mol3009000轉(zhuǎn)化/molx3x2x平衡/mol300－x900－3x2x由同溫、同體積時，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比得：eq\f(300＋900,200＋900－2x)＝a，解得x＝600(1－eq\f(1,a))，φ(N2)＝eq\f(x,300)×100%＝2(1－eq\f(1,a))×100%。(2)從圖中不難讀出低溫生成N2，高溫生成NO，但當(dāng)高于900℃時，反應(yīng)逆向移動，故NO的產(chǎn)率減小。再通入空氣，相當(dāng)于增加反應(yīng)物，平衡正向移動，NH3(3)根據(jù)題中信息，可寫出反應(yīng)物和產(chǎn)物，關(guān)鍵運(yùn)用化合價和原子守恒來配平?！敬鸢浮?1)2(1－1/a)×100%(2)N2生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度轉(zhuǎn)化率下降進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸(3)NO＋NO2＋H2O=2HNO2、CO(NH2)2＋2HNO2=CO2↑＋2N2↑＋3H2O14．如圖是模擬工業(yè)制硝酸原理的實驗裝置。先用酒精燈對硬質(zhì)玻璃管里的三氧化二鉻加熱，然后把空氣鼓入盛有濃氨水的錐形瓶，當(dāng)三氧化二鉻保持紅熱狀態(tài)時，移去酒精燈。根據(jù)題意回答問題：【導(dǎo)學(xué)號：28920232】(1)硬質(zhì)玻璃管里發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________，當(dāng)三氧化二鉻紅熱時，移去酒精燈，原因是：_____________