硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下。
(1)以N2和H2为原料合成氨气。反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0
①下列措施可以提高H2的转化率是(填选项序号) 。
a.选择适当的催化剂
b.增大压强
c.及时分离生成的NH3 d.升高温度
②一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率a1=
;
若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2 a1(填“>”、“<”或“=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是
。
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g):△H>0
该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如右图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)
。
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态;
b.在t2时,采取的措施可以是升高温度;
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态;
d.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值。(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g): △H=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g): △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是
。
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。
若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是
。