氨與硝酸在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中均有重要的用途.某小組根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)原理設(shè)計了生產(chǎn)氨與硝酸的主要過程如下:
(1)以N
2和H
2為原料合成氨氣.反應(yīng)N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)△H<0
①一定溫度下,在密閉容器中充入1mol N
2和3mol H
2發(fā)生反應(yīng).若容器容積恒定,達(dá)到平衡狀態(tài)時,氣體的總物質(zhì)的量是原來的
,則N
2的轉(zhuǎn)化率α=
;若此時放出熱量為a KJ,則其熱化學(xué)方程式為
.
②氨氣溶于水則為氨水.已知NH
3?H
2O的電離平衡常數(shù)為Kb,計算0.1mol/L的NH
3?H
2O溶液中c(OH
-)=
mol/L(設(shè)平衡時NH
3?H
2O的濃度約為0.1mol/L,用含有Kb的代數(shù)式表示).
③合成氨的原料氣H
2可來自CH
4的綜合利用:CH
4+H
2O═CO+3H
2.將CH
4設(shè)計成燃料電池,其利用率更高,裝置示意如圖一(A、B為多孔性石墨棒).持續(xù)通入甲烷,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗甲烷體積VL.44.8L<V≤89.6L時,負(fù)極電極反應(yīng)為
.
(2)以氨氣、空氣為主要原料先進行氨的催化氧化,然后制得硝酸.
①其中NO在容積恒定的密閉容器中進行反應(yīng):2NO(g)+O
2(g)?2NO
2(g)△H>0
該反應(yīng)的反應(yīng)速率(v)隨時間(t)變化的關(guān)系如圖二所示.若t
2、t
4時刻只改變一個條件,下列說法正確的是(填選項序號)
.
a.在t
1~t
2時,可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
b.在t
2時,采取的措施可以是升高溫度
c.在t
3~t
4時與在t
1~t
2時的平衡常數(shù)K肯定相同
d.在t
5時,容器內(nèi)NO
2的體積分?jǐn)?shù)是整個過程中的最大值
②實際上,生成的NO
2會聚合生成N
2O
4.如果在一密閉容器中,17℃、1.01×10
5Pa條件下,2NO
2(g)?N
2O
4(g)△H<0的平衡常數(shù)K=13.3.若改變上述體系的某個條件,達(dá)到新的平衡后,測得混合氣體中c(NO
2)=0.04mol/L,c(N
2O
4)=0.007mol/L,則改變的條件是
.
③硝酸廠常用如下方法處理尾氣用Na
2CO
3溶液吸收NO
2生成CO
2.若每9.2g NO
2和Na
2CO
3溶液反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1mol,則反應(yīng)的離子方程式是
.