合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,四川某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。其工艺流程见右图:
(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L-1)
如下表:
根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是 ,若用CH4与过量水蒸气反应来制氢气,再与氮气合成氨,则理论上CH4与NH3的物质的量之比是 。
(2)今对合成氨反应进行如下研究:
在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如右图所示。则下列说法正确的是 。
A.a、b、c三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c |
B.达到平衡时,a、b、c三容器中N2转化率为a>b>c |
C.5 min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。 |
D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压 |
(3)工业上常用尿素作为氮氧化物的吸收剂对尾气进行处理。此法运行费用低,吸收效果好,吸收率高,不产生二次污染。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸(HN02),亚硝酸再与尿素[CO(NH2)2]反应生成CO2和N2。
①HNO2的电子式_________________________
②亚硝酸与尿素[CO (NH2)2]反应的化学方程式为_____________________
(4)已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g);△H= +180.5kJ/mol
4NH(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H="-905" kJ/mol
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g);△H=—483.6 kJ/mol
则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:
(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_ mol·L-1。