(2010•朝阳区一模)工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示:

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  • 解题思路:(1)氨气的催化氧化;

    (2)连接好装置后先要检验装置的气密性;

    (3)通入氧气可以提高二氧化氮的转化率;

    (4)根据元素守恒和得失电子守恒分析;

    (5)根据元素守恒和得失电子守恒分析;

    (6)根据平衡常数表达式计算.

    (1)氨气的催化氧化反应方程式为:4NH3+5O2

    催化剂

    .

    △4NO+6H2O,故答案为;4NH3+5O2

    催化剂

    .

    △4NO+6H2O;

    (2)连接好装置后先要检验装置的气密性,当装置气密性良好才能进一步进行实验,故答案为:检验装置的气密性;

    (3)二氧化氮通入水中会生成硝酸和一氧化氮,再通氧气可以使一氧化氮转化为二氧化氮从而提高了NO2的转化率,故答案为:提高NO2的转化率;

    (4)根据元素守恒和得失电子守恒分析,2NO2和水反应生成硝酸,硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠和二氧化碳,其反应方程为:2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2,故答案为:NaNO3 、CO2

    (5)根据元素守恒和得失电子守恒分析,N2O4与水和氧气反应生成硝酸,反应方程式为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故答案为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3

    (6)根据平衡常数表达式计算,K=

    c(N2O4)

    c2(NO2)=[1/2];

    设反应的NO2为xmol/L

    2NO2(g)⇌N2O4(g)

    起始浓度:2mol/L 0

    反应浓度:x [1/2]x

    平衡浓度:2-x [1/2]x

    则 K=

    1

    2x

    (2−x)2=[1/2] 所以x=1,NO2的最大转化率=[1/2]×100%=50%,故答案为:[1/2];50%.

    点评:

    本题考点: 工业制取硝酸;化学平衡建立的过程;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

    考点点评: 本题考查了氨的催化氧化,基本实验操作,化学平衡常数等,题目难度一般.