Question

工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，其生產(chǎn)過程包括氨的催化氧化（催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng)）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸．請(qǐng)回答下列問題：
（1）氨催化氧化反應(yīng)在一定溫度下（水為氣體）為正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

和平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，若升高溫度，則K的值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）為了提高NH₃的轉(zhuǎn)化率，可以采取

 

．
a．減小壓強(qiáng)b．增大反應(yīng)物濃度c．使用催化劑d．降低溫度e．及時(shí)分離出NH₃
（3）原料氣中空氣必須過量，其主要原因是

 

．
（4）將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是

 

．
（5）水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng)，其化學(xué)方程式為

 

，
為了提高水對(duì)二氧化氮的吸收率，可采取的措施為

 

（答2項(xiàng)）．

Answer 1

分析：（1）在一定條件下氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水；化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）反應(yīng)為4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O△H＜0，提高NH₃轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合方程式的特點(diǎn)和影響化學(xué)平衡的條件解答；
（3）化學(xué)平衡移動(dòng)原理：增大一種反應(yīng)物的量可以使化學(xué)平衡向正向移動(dòng)，并能增大另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率；
（4）氨的催化氧化的催化劑是將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)，這樣能增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積；
（5）二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理選擇平衡向右移動(dòng)的措施．

解答：解：（1）氨催化氧化的產(chǎn)物是一氧化氮和水，是工業(yè)生產(chǎn)硝酸獲得一氧化氮的一步反應(yīng)，化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，故：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O的平衡常數(shù)K=

C4(NO)C6(H2O)

C4(NH3)C5(O2)

；
該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K值減小；
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；

C4(NO)C6(H2O)

C4(NH3)C5(O2)

；減��；
（2）4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，
a．減小壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動(dòng)，向正反應(yīng)進(jìn)行，氨氣的轉(zhuǎn)化率增大，故a正確；
b．增大反應(yīng)物氧氣的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的轉(zhuǎn)化率增大，故b正確；
c．使用催化劑平衡不移動(dòng)，NH₃轉(zhuǎn)化率不變，故c錯(cuò)誤；
d．降低溫度平衡向放熱的方向移動(dòng)，即正反應(yīng)方向移動(dòng)，NH₃轉(zhuǎn)化率提高，故d正確；
e．及時(shí)分離出NH₃平衡逆向移動(dòng)，NH₃轉(zhuǎn)化率降低，故e錯(cuò)誤；
故選abd；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理：增加原料氣中空氣的量，即加大了氧氣的量可以使平衡向右移動(dòng)，提高氨的轉(zhuǎn)化率和一氧化氮的生成率，
故答案為：提高氨的轉(zhuǎn)化率和一氧化氮的生成率；
（4）在氨催化氧化時(shí)，將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)，可以增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積，讓反應(yīng)更充分，
故答案為：增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積；
（5）水吸收二氧化氮生成硝酸的反應(yīng)為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，該反應(yīng)放熱，可以使平衡向右移動(dòng)的方法是：加壓、降溫或及時(shí)把生成的硝酸移走，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；加壓、降溫（及時(shí)移走生成的硝酸）．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了平衡常數(shù)的書寫，外界條件對(duì)平衡的影響，注意外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，注意平衡常數(shù)的書寫方法，題目難度中等．