Question

（2010?朝陽區一模）工業上以氨氣為原料制備硝酸的過程如圖1所示：

某課外小組模擬上述部分過程設計了如圖2所示實驗裝置制備硝酸（所有橡膠制品均已被保護）．
（1）工業上用氨氣制取NO的化學方程式是

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

．
（2）連接好裝置后，首先進行的操作是

檢驗裝置的氣密性

．
（3）通入a氣體的目的是

提高NO₂的轉化率

．
（4）盛有Na₂CO₃溶液的燒杯為尾氣處理裝置，該裝置中發生反應的化學方程式是2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+

NaNO₃

+

CO₂

（5）已知：溫度低于21.15℃時，NO₂幾乎全部轉變為N₂O₂．工業上可用N₂O₄與水反應來提高硝酸產率．N₂O₄與a氣體在冷水中生成硝酸的化學方程式是

2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃

．
（6）一定條件下，某密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，c（NO₂）=0.500mol/L，c（N₂O₄）=0.125mol/L．則2NO₂（g）?N₂O₄（g）的平衡常數K=

1

2

．若NO₂起始濃度為2mol/L，相同條件下，NO₂的最大轉化率為

50%

．

Answer 1

分析：（1）氨氣的催化氧化；
（2）連接好裝置后先要檢驗裝置的氣密性；
（3）通入氧氣可以提高二氧化氮的轉化率；
（4）根據元素守恒和得失電子守恒分析；
（5）根據元素守恒和得失電子守恒分析；
（6）根據平衡常數表達式計算．

解答：解：（1）氨氣的催化氧化反應方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，故答案為；4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（2）連接好裝置后先要檢驗裝置的氣密性，當裝置氣密性良好才能進一步進行實驗，故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（3）二氧化氮通入水中會生成硝酸和一氧化氮，再通氧氣可以使一氧化氮轉化為二氧化氮從而提高了NO₂的轉化率，故答案為：提高NO₂的轉化率；
（4）根據元素守恒和得失電子守恒分析，2NO₂和水反應生成硝酸，硝酸與碳酸鈉反應生成硝酸鈉和二氧化碳，其反應方程為：2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂，故答案為：NaNO₃ 、CO₂；
（5）根據元素守恒和得失電子守恒分析，N₂O₄與水和氧氣反應生成硝酸，反應方程式為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃，故答案為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（6）根據平衡常數表達式計算，K=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

1

2

；
設反應的NO₂為xmol/L
          2NO₂（g）?N₂O₄（g）
起始濃度：2mol/L       0
反應濃度：x          

1

2

x
平衡濃度：2-x        

1

2

x
則   K=

1 2 x

(2-x)2

=

1

2

   所以x=1，NO₂的最大轉化率=

1

2

×100%=50%，故答案為：

1

2

；50%．

點評：本題考查了氨的催化氧化，基本實驗操作，化學平衡常數等，題目難度一般．