分析 (1)合成氨的工業(yè)設(shè)備是合成塔;合成氨的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng);合成氨的原料氣必須先脫硫,生產(chǎn)中應(yīng)防止催化劑中毒;
(2)在吸收塔中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO,通入空氣,NO能被空氣中的氧氣氧化為二氧化氮,二氧化氮再與水反應(yīng)生成硝酸,這樣使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化為硝酸;
(3)方法一最大的缺點(diǎn)是單獨(dú)的NO不能被吸收,只能與NO2一起被堿液吸收;方法三和方法二相比,優(yōu)點(diǎn)是甲烷比氨價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是方法三的耗能較高;
(4)①工業(yè)上電解NO制備 NH4NO3,由裝置圖可知陽極發(fā)生氧化反應(yīng),NO被氧化生成NO3-,陰極發(fā)生還原反應(yīng),NO被還原生成NH4+,陽極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,陰極反應(yīng)為:NO+5e-+6H+=NH4++H2O,結(jié)合電極方程式解答;
②根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子守恒解答;
(5)根據(jù)氮原子守恒可知,NH3~NO~HNO3,以此計(jì)算.
解答 解:(1)合成氨的工業(yè)設(shè)備是合成塔;合成氨的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中會放出大量的熱,用熱交換器可以充分利用余熱,節(jié)約能源;N2與H2合成NH3,生產(chǎn)中原料氣必須進(jìn)行脫硫可以防止催化劑中毒;
故答案為:合成塔;充分利用熱能,節(jié)約能源;防止催化劑中毒;
(2)在吸收塔中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO,通入空氣,NO能被空氣中的氧氣氧化為二氧化氮2NO+O2=2NO2,二氧化氮再與水反應(yīng)生成硝酸3NO2+H2O=2HNO3+NO,這樣使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化為硝酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO+3O2+2H2O=4HNO3;
故答案為:2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO(或4NO2+O2+2H2O=4HNO3);可使NO循環(huán)利用,提高原料利用率;
(3)方法一最大的缺點(diǎn)是單獨(dú)的NO不能被吸收,只能與NO2一起被堿液吸收;方法三和方法二相比,優(yōu)點(diǎn)是甲烷比氨價(jià)格便宜,節(jié)約成本;缺點(diǎn)是方法三的反應(yīng)熱為+867kJ•mol-1,耗能較高;
故答案為:單獨(dú)的NO不能被吸收;耗能高;
(4)①電解NO制備NH4NO3,陽極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,陰極反應(yīng)為:NO+5e-+6H+=NH4++H2O,從兩極反應(yīng)可看出,要使得失電子守恒,陽極產(chǎn)生的NO3-的物質(zhì)的量大于陰極產(chǎn)生的NH4+的物質(zhì)的量,總反應(yīng)方程式為:8NO+7H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3NH4NO3+2HNO3,因此補(bǔ)充NH3,使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,
故答案為:使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3;
②維持電流強(qiáng)度為3A,電解2小時(shí),時(shí)間為7200S,F(xiàn)=96500C•mol-1,Q=It=3.0C/s×7200S,則理論上可制得NH4NO3的最大質(zhì)量為$\frac{\frac{3.0C/S×7200S}{96500C/mol}}{3}$×80g/mol=6.0g,
故答案為:6.0;
(5)由NH3制NO的產(chǎn)率是94%、NO制HNO3的產(chǎn)率是89%,根據(jù)氮原子守恒可知,NH3~NO~HNO3,則1mol氨氣可得到硝酸1mol×94%×89%=0.8366mol,由HNO3+NH3═NH4NO3,則該反應(yīng)消耗的氨氣的物質(zhì)的量為0.8366mol,氨氣的質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比,則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為 $\frac{1mol}{1mol+0.8366mol}$×100%=54.4%;即制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量的54.4%,
故答案為:54.4%.
點(diǎn)評 本題考查了工業(yè)制備原理應(yīng)用,流程分析,實(shí)驗(yàn)制備物質(zhì)的分析判斷,利用物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及質(zhì)量守恒的方法來進(jìn)行計(jì)算,明確轉(zhuǎn)化中的化學(xué)反應(yīng)得出物質(zhì)之間的關(guān)系是解答的關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A | B | C | D |
鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液 | a極附近產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán) | 粗銅的電極反應(yīng)式為:Cu2++2e-=Cu | 正極反應(yīng)式為: O2+4e-+2H2O=4OH- |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 將SO2通入溴水中證明SO2具有漂白性 | |
B. | 將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑 | |
C. | 將澄清石灰水滴入某溶液證明其中存在CO32- | |
D. | 將乙烯通入KMnO4酸性溶液證明乙烯具有還原性 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
Y | Z | ||
X | W |
A. | 原子半徑:X<Y<Z | |
B. | 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:X>Z | |
C. | 最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性:Y>W(wǎng) | |
D. | Z、W均可與Mg形成離子化合物 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
H | B | C | N | O | F |
2.18 | 2.04 | 2.55 | 3.04 | 3.44 | 3.98 |
Si | P | S | Cl | ||
1.90 | 2.19 | 2.58 | 3.16 |
氨 | 三氟化氮 | |
VSEPR模 型 | ||
熔點(diǎn)/℃ | -77.7 | -206.8 |
沸點(diǎn)/℃ | -33.5 | -129.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 和氧所催化氧化后產(chǎn)物中含有醛基 | B. | 能和NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2 | ||
C. | 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 | D. | 能發(fā)生取代、氧化、加成等反應(yīng) |
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