Question

（14分）工業合成氨與制備硝酸一般可連續生產，流程如下：

 

（1）工業生產時，制取氫氣的一個反應為：CO+H₂O(g)CO₂+H₂

①t℃時，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應建立平衡后，體系中c(H₂)=0.12mol·L^－1。該溫度下此反應的平衡常數K=_____（填計算結果）。

②保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0.1molCO，當反應重新建立平衡時，水蒸氣的轉化率α(H₂O)=________。

（2）合成塔中發生反應N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；△H<0。下表為不同溫度下該反應的平衡常數。由此可推知，表中

T₁____573K（填“>”、“<”或“=”）。

（3）NH₃和O₂在鉑系催化劑作用下從145℃就開始反應：

4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)　 △H=－905kJ·mol^－1

不同溫度下NO產率如圖所示。溫度高于900℃時，

NO產率下降的原因                                。

（4）廢水中的N、P元素是造成水體富營養化的關鍵因素，農藥廠排放的廢水中常含有較多的NH₄⁺和PO₄^3-，一般可以通過兩種方法將其除去。

①方法一：將Ca(OH)₂或CaO 投加到待處理的廢水中，生成磷酸鈣，從而進行回收。當處理后的廢水中c(Ca²⁺)=2×10^-7 mol/L時，溶液中c(PO₄^3-)=         mol/L。

（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－33）

②方法二：在廢水中加入鎂礦工業廢水，就可以生成高品位的磷礦石―鳥糞石，反應的方程式為Mg²⁺＋NH₄⁺＋PO₄^3-=MgNH₄PO₄↓。該方法中需要控制污水的pH為7.5～10，若pH高于10.7，鳥糞石的產量會大大降低。其原因可能為        。與方法一相比，方法二的優點為        。

Answer 1

（共14分）（1）① 1 ；  ② 50％ ；   （2）＜  

（3）溫度高于900℃時，平衡向左移動。

（4）①5×10^－7   ②當pH高于10.7時，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會與OH^-反應，平衡向逆反應方向移動        能同時除去廢水中的氮，充分利用了鎂礦工業廢水