高中化学主题空气资源氨的合成课题氨氧化法制硝酸教案选修

课题3氨氧化法制硝酸●课标要求1．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展状况。2．相识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。●课标解读1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。2．明确氨催化氧化制硝酸的原理。3．驾驭在试验室中制备硝酸的方法和操作。●教学地位硝酸是化工生产中的重要原料，氨氧化法制硝酸的模拟试验流程与操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循环对生活、生产的影响为高考的热点。●新课导入建议1908年，德国化学家哈伯首先在试验室用氢气和氮气在600℃、200个大气压的条件下合成了氨。后由布什提高了产率，完成了工业化设计，建立了年产1000吨氨的生产装置，1000吨氨气利用氨氧化法可生产3000吨硝酸，利用这些硝酸可制造3500吨烈性。这些烈性支持了德国发动了坚持四个多年头的第一次世界大战。你知道工业上是如何制备硝酸的吗？●教学流程设计课前预习支配：看教材P12－16，填写[课前自主导学]，并完成[思索沟通]。⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。⇒步骤2：建议对[思索沟通]多提问，反馈学生预习效果。⇒步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]作为主线。⇓步骤7：通过[例2]讲解研析，对“探究2、尾气的净化处理”中留意的问题进行总结。⇐步骤6：师生互动完成“探究2”。⇐步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]1～4题。⇐步骤4：通过[例1]的讲解研析，对“探究1、硝酸的工业制法”中留意的问题进行总结。⇓步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的第5题。⇒步骤9：引导学生自主总结本课时学问框架，然后比照[课堂小结]。支配学生课下完成[课后知能检测]。课标解读重点难点1.理解氨氧化法制硝酸的反应原理，并能利用反应原理说明如何制得一氧化氮和选择汲取二氧化氮的条件。2.了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环境的危害与其处理方法，树立环保意识。3.进一步相识催化剂在化工生产中的重要作用，体会试验室探讨与工业生产的关系。1.氨氧化法制硝酸的反应方程式。(重点)2.硝酸生产过程中的获得和2的汲取。(重难点)3.氨氧化法制硝酸模拟试验流程与操作方法。(难点)氨氧化法制硝酸1.制备流程：3\o(→,\s\14(O2))\o(→,\s\14(O2))2\o(→,\s\14(H2O))3。2．反应原理：43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2O、2＋O222、32＋H223＋。1．氨氧化法制硝酸过程中，发生氧化反应的含氮物质有哪些？【提示】3、、2中氮元素化合价上升，均发生氧化反应。氨氧化法制硝酸的模拟试验A．氨水(浓氨水∶水＝1.5∶1) B．催化剂(2O3)C．干燥剂(无水氯化钙) D．氧化瓶E．汲取瓶(水、石蕊溶液) F．溶液氨氧化法制硝酸的试验装置示意图1．操作：先加热硬质试管中的催化剂，再把空气缓缓地、匀称地鼓入氨水中，待催化剂起先红热时，撤走酒精灯。2．思索(1)氧化瓶D中的现象：瓶内变成红棕色。(2)写出E中发生的化学反应方程式：32＋H223＋。(3)F的作用是汲取未反应的、2气体。2．试通过模拟试验分析氨氧化反应的热效应。【提示】待催化剂红热时，撤走酒精灯，利用反应释放的热量维持反应的接着进行，说明氨氧化反应为放热反应。硝酸的工业制取1.如何获得一氧化氮(1)氨气与O2反应可生成多种不同的产物，如、N2O、N2，若不限制反应条件，只会生成氮气。(2)科学家通过探讨，找到了选择并加快反应速率的催化剂，主要包括铂系催化剂和非铂系催化剂两类。2．选择汲取二氧化氮的条件(1)汲取2的反应为：32＋H2O23＋。(2)汲取2反应的特点：①可逆反应；②放热反应；③气体总体积缩小的反应。(3)汲取2的方法：欲使原料利用充分，得到的硝酸的浓度增大，可实行加压、降温的方法，现代硝酸生产改用全压法和综合法，成品酸中3的质量分数可达60%～70%，提高了2的汲取率。3．常压法生产硝酸尾气的处理(1)碱液汲取法：22＋233＋2＋2。(2)催化还原法：如用H2、4等在催化剂作用下与氮的氧化物反应。3．温度和压强对气体的溶解性产生哪些影响？【提示】温度越高，气体的溶解性越差，反之越强；压强越大，气体的溶解性越强，反之越差。硝酸的工业制法【问题导思】①工业制硝酸的原料是什么？【提示】氨气和空气。②如何获得一氧化氮？【提示】43＋5O2\o(=,\s\14(),\s\14(高温))4＋6H2O。③汲取2的方法是什么？【提示】全压法和综合法。1．工业制硝酸的原料：3和空气。2．反应流程：3\o(→,\s\14(O2))\o(→,\s\14(O2))2\o(→,\s\14(H2O))3。3．反应设备：氧化炉、汲取塔、蒸馏塔。4．工艺流程5．相关反应43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2O2＋O22232＋H223＋1．(3)2具有脱水作用，可用于提高3的质量分数。2．在工业制3过程中，留意勒·夏特列原理的应用。把烧红了的铂丝插入盛有浓氨水的锥形瓶中，可视察到下列现象：①液面上的铂丝保持红热；②瓶内有红棕色气体产生；③有时瓶口有白烟出现。请用必要的文字和有关化学反应方程式说明上述现象。【解析】氨与氧气在有催化剂存在时可以发生氧化还原反应，反应方程式为43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2O，反应是放热的，因此可视察到烧红的铂丝保持红热状态。生成的简单与O2接着反应生成红棕色的2气体：2＋O222。2气体遇水蒸气则发生反应32＋H223＋，生成的3是挥发性酸，可与氨水挥发出的3化合产生白烟43，反应方程式为3＋343。【答案】氨水易挥发，瓶内充溢3和O2的混合气体，当红热的铂丝插入时，由于发生下列反应：43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2O而放出大量的热，致使铂丝保持红热。生成的可接着和O2反应生成红棕色的2，反应方程式为2＋O222，而2能与水蒸气反应：32＋H223＋，生成的挥发性酸3遇3则产生白烟43，化学反应方程式为3＋343。3遇3产生白烟(固体颗粒)，易误写为白雾(液体小液滴)。1．工业上用氨的催化氧化法制3时，先制得50%左右的硝酸，然后再制成98%的浓3，一般采纳的方法是()A．加2后再蒸馏浓缩B．加生石灰吸去水分后再过滤C．加硝酸镁后再蒸馏浓缩D．加入浓H24后再分液【解析】以硝酸镁做脱水剂，将浓硝酸镁溶液与稀硝酸按肯定比例混合进行蒸馏。由于硝酸镁具有脱水作用，因此可蒸出3含量较高的硝酸蒸气。将硝酸蒸气再进行精馏，即可得到3的质量分数为98%以上的硝酸蒸气，冷凝后即得浓硝酸。【答案】C尾气的净化和处理【问题导思】①硝酸工业中尾气的有害成分是什么？【提示】、2等含氮氧化物。②处理硝酸工业尾气常用什么方法？【提示】碱液汲取法和催化还原法。③处理硝酸工业尾气常用的原料是什么？【提示】纯碱溶液或甲烷、氢气等。1．碱液汲取法22＋232＋3＋2，＋2＋2322＋2利用碳酸钠溶液汲取氮的氧化物比较经济，但处理后的尾气中氮的氧化物的含量仍难以达到排放标准，人们又采纳催化还原法净化尾气。2．催化还原法H2＋2＋H2O2H2＋22＋2H2O4＋424＋2＋2H2O4＋42N2＋2＋2H2O在催化剂存在的条件下，利用各种燃料气中的甲烷、氢气等将氮的氧化物还原为氮气和水，使尾气中氮的氧化物的含量降低，达到甚至低于排放标准。在硝酸生产过程所排放出来的废气中含有和2，它们污染环境，现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体(填名称)干脆排入空气中，写出有关反应的化学方程式。假设和2的物质的量之比恰好为1∶1，则两者的混合物相当于一种酸酐，写出用烧碱溶液汲取这种酸酐的化学方程式。【解析】硝酸的酸酐是N2O5，和反应生成3，亚硝酸的酸酐是N2O3，和反应生成2。【答案】氮气6＋43\o(,\s\14(催化剂),\s\14(△))5N2＋6H2O、62＋837N2＋12H2ON2O3＋222＋H2O2．汽车尾气中的烃类、、和2是城市空气的重要污染源，治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”，它使和反应可生成参与大气循环的无毒气体，并使烃类充分燃烧与2转化，下列说法错误的是()A．和反应的化学方程式为：2＋2\o(,\s\14(催化剂),\s\14())22＋N2B．此方法的缺点是由于3增多，会提高空气的酸度C．多植树造林，增大绿化面积，可有效限制城市空气的各种污染源D．汽车改用自然气、液化气燃料或开发新能源，都会削减对空气的污染【解析】由、反应生成参与大气循环的无毒气体与原子守恒得出，A正确；由2的转化(在空气中)知道应生成3，3结合空气中的水蒸气生成硫酸酸雾，提高了空气的酸度，B正确；植树造林能净化空气但不能限制污染源，C错误；自然气、液化气是干净燃料，D正确。【答案】C【老师备课资源】玻尔巧藏诺贝尔金质奖章其次次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占据的祖国。他将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一窍不通。则，玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢？他用的溶液叫王水，是浓硝酸和浓盐酸按1∶3的体积比配制成的混合溶液。王水的氧化实力比硝酸强，不溶于硝酸的金，却可以溶解在王水中。氮是蛋白质的基本组成元素之一，所以生物体均含氮元素，氮循环涉与生物圈的全部领域，以下关于氮被生物体汲取的途径叙述正确的是()①氮在大气中含量高达78%，可被生物体干脆利用②通过雷雨放电等一系列反应可将空气中游离态的氮转化为硝酸盐，而被植物汲取③全部植物都具有生物固氮作用，其根部根瘤菌可使氮气转变为硝酸盐，而被植物汲取④动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白⑤动物死亡后，其遗骸中的蛋白质被微生物分解成\o\(＋,4)、\o\(－,3)、3，又回到土壤和水体中，被植物再次汲取A．①⑤B．④⑤C．②④⑤ D．②④【答案】C1．工业制3的3个反应：43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2O2＋O22232＋H223＋2．处理硝酸工业尾气的2种方法：(1)碱液汲取法；(2)催化还原法。1．下列过程：①豆科植物根瘤菌将N2转化为氮肥；②雷雨时雨水中存在肯定量硝酸；③工业上将N2合成氨；④用氨氧化法制硝酸，其中属于固氮的是()A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④【解析】将游离态的氮转变成含氮化合物的过程叫固氮。【答案】A2．硝酸工业中，不涉与的反应是()A．43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2OB．32＋H223＋C．3＋343D．22＋232＋3＋2【解析】工业制硝酸过程中，涉与A、B两项反应；尾气处理过程中涉与D项反应。【答案】C3．下列有关氨氧化法制硝酸的说法不正确的是()A．氨氧化法制硝酸关键的一步是找寻催化剂使3转化为的产率增大B．由32＋H2O23＋可知整个生产过程中，从理论上说消耗13仅生成\f(2,3)3C．全压法汲取2比常压汲取2得到的3溶液的浓度大D．工业上用(3)2做脱水剂由60%～70%的3溶液获得95%～100%的浓3【解析】由于3与O2反应生成、N2、N2O的速率均很大，工业上就采纳催化剂，利用它的选择性，增大3生成的速率，来提高的产率。分析整个过程，从理论上说，由于充入了过量的O2，使得反应循环进行，13能生成13。常压汲取2得3的质量分数低于50%的稀3，全压汲取2后，3的质量分数可达60%～70%。【答案】B4．(双选)在氨氧化法制硝酸中，二氧化氮的汲取反应如下：32＋H2O23＋(正反应为放热反应)为了提高硝酸的产率，应当实行的措施是()A．降低温度 B．上升温度C．减小压强 D．增大压强【解析】该平衡为正反应气体体积缩小的放热反应，故增大压强、降低温度可使平衡向右移动，提高硝酸的产率。【答案】5．汽车尾气主要含有2、、2、与汽油、柴油等物质，这种尾气越来越成为城市空气污染的主要来源，必需予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金做催化剂)。它的特点是使与反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油、柴油等物质充分燃烧与2的转化。(1)写出与反应的化学方程式：。(2)限制或者削减城市汽车尾气污染的方法可以有。A．开发氢能源 B．运用电动车C．限制车辆行驶 D．戴上呼吸面具【解析】(1)题干中的信息，生成“参与大气生态环境循环的无毒气体”，即2和N2：2＋2\o(,\s\14(催化剂))N2＋22。(2)限制或削减汽车尾气污染，不是污染后再治理。【答案】(1)2＋2\o(,\s\14(催化剂))N2＋22(2)1．下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是()A．2B．C．2D．氯气【答案】C2．关于的下列叙述不正确的是()A．可以是某些含低价N元素物质被氧化的产物B．不是亚硝酸酐C．可以是某些含高价N元素物质被还原的产物D．是红棕色气体【解析】中N为＋2价，故既有氧化性，又有还原性，可以为低价含N物质失去电子被氧化的产物，也可为高价含N物质得到电子被还原的产物。N2O3为亚硝酸酐。D项不正确，为无色。【答案】D3．化工生产中的废气和汽车尾气的排放是造成大气污染的主要缘由。下列气体经过处理后可用做燃料的是()A．硫酸工业尾气B．硝酸工业尾气C．汽车尾气D．高炉煤气【解析】各选项与主要污染物的对应关系是：A——二氧化硫、三氧化硫；B——一氧化氮、二氧化氮；C——一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和烃；D——一氧化碳、二氧化碳。由于汽车尾气很分散，而目前甚至于今后一段时间内，将汽车尾气转化为燃料还不现实，故选D。【答案】D4．(2013·淮北高二测试)在体积为VL的密闭容器中通入a和bO2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()\f()\f(a,2b)\f(＋2b)\f(a,2a＋b)【解析】依据原子守恒得答案为：\f(＋2b)。【答案】C5．用铜锌合金制成的假金元宝骗人的事务屡有发生，下列不易区分其真伪的方法是()A．测定密度B．放入硝酸中C．视察外观D．放入盐酸中【解析】很不活泼，不溶于单一的酸溶液，、相对而言较活泼。从外观颜色上看假金元宝与真的相同，不易辨别，但从其成分而言，假的是铜锌合金，真的是纯度很高的金，能溶于盐酸，、均能溶于硝酸，均有气泡产生，而则不与盐酸或硝酸反应；从密度而言，金的密度大于铜、锌的密度。【答案】C6．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染物分一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变更，或与环境中的其他物质发生反应，生成新的污染物。如2＋O222，2就是二次污染物，由2导致的污染就是的二次污染。下列物质：①2，②，③2，④氯化氢，⑤2，不易导致二次污染的是()A．①②③④⑤B．①③⑤C．④⑤D．④【解析】2在空气中能生成H23，也能生成3，易导致二次污染；能生成2造成二次污染；32＋H223＋，其中3和导致的污染为2的二次污染；而不易造成二次污染(比较稳定)；2不是污染物，也不会造成二次污染。【答案】C7．下列反应既属于离子反应，又属于氧化还原反应的是()A．43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2OB．2＋O222C．32＋H223＋D．N2O3＋222＋H2O【解析】A、B两项反应不属于离子反应；D项反应不属于氧化还原反应。【答案】C8．已知氮的氧化物跟溶液发生的化学反应如下：22＋23＋2＋H2O，2＋＋222＋H2O，现有m2和n组成的混合气体，需用溶液使其完全汲取至无气体剩余。已知物质的量浓度为a·L－1，则需该溶液的体积是()\f()L\f(2,3a)L\f(2m＋n,3a)L\f(m＋)L【解析】依据气体全部被汲取，生成的盐是3和2，可知钠原子的物质的量等于氮原子的物质的量，即n()＝n(2＋)＝(m＋n)，所以溶液的体积为\f(m＋)L。【答案】D9．(2013·南阳高二测试)将20二氧化氮和氨气的混合气体，在肯定条件下充分反应，化学方程式是62＋837N2＋12H2O，已知参与反应的二氧化氮比氨气少2(气体体积均在相同状况下测定)，则原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是：①3∶2②2∶3③3∶7④3∶4，正确的组合为()A．①③B．②③C．②④D．①④【解析】留意到赐予的反应为一可逆反应。2、3均不行能完全消耗。2比3少消耗了2，详细关系应当为2消耗6，3消耗8，两种物质共消耗了14，剩余6，详细剩余的2、3各有多少，依据起始的投入来确定。起始投入不确定时，详细剩余的2、3体积也不确定。反过来，不知道剩余的2、3体积也就无法确定起始赐予的2、3各多少体积。但是，用极端假设法可以确定起始赐予的2、3的体积范围。假如剩余的气体全部为2，则原2有(6＋6)＝12，3有8，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶2。假如剩余的气体全部为3，则原3有(8＋6)＝14，2有6，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶7，故原混合气体中\f(3,7)<\f(n23)<\f(3,2)。【答案】C10．将mg氨通过氨氧化法完全制成硝酸，且将硝酸全部溶解在反应中生成的水里制成浓硝酸，其质量分数为()A．77.8%B．50%C．63.5%D．98%【解析】依据43＋5O24＋6H2O,4＋3O2＋2H243得关系式：3＋2O23＋H2O，故溶液相当于1水中溶解13，故质量分数为\f(63g,63g＋18g)×100%＝77.8%。【答案】A11．硝酸工业尾气的净化方法有多种。(1)碱液汲取是一种常用的方法。工业上常用纯碱溶液来汲取尾气中的氮的氧化物，反应的化学方程式为。假如希望汲取产物全部为硝酸钠，可用硝酸处理所得的汲取液，试写出反应的化学方程式。(2)催化还原法是用还原剂在有催化剂存在的条件下来还原氮的氧化物。假如以3为还原剂，可分别将尾气中的和2还原成N2和H2O，写出这两个反应的化学方程式。【答案】(1)22＋232＋3＋22＋233＋22↑＋H2O(2)43＋6\o(,\s\14(催化剂))5N2＋6H2O,83＋62\o(,\s\14(催化剂))7N2＋12H2O12．某化学小组的同学设计了如图的试验装置。将氨气与过量的氧气通入硬质玻璃管中，管中装有2O3催化剂，用酒精灯加热。(1)氨气催化氧化的化学方程式是；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是。(2)停止反应后，马上关闭试管的两个活塞，一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色，缘由是。【答案】(1)43＋5O2\o(,\s\14(催化剂),\s\14(高温))4＋6H2O2＋O222(2)变浅存在22N2O4的平衡，降温平衡右移13．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：(1)某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：时间(h)浓度(·L－1)01234N21.5001.4001.200c1c1H24.5004.2003.600c2c2300.2000.600c3c3依据表中数据计算0～2小时内N2的平均反应速率为·L－1·h－1。若起始时与平衡时的压强之比为a，则N2的转化率为(用含a的代数式表示)。(2)氨气和氧气从145℃就起先反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)：43＋5O24＋6H2OK1＝1×1053(900℃)43＋3O22N2＋6H2OK2＝1×1067(900℃)温度较低时以生成为主，温度高于900℃时，产率下降的缘由。汲取塔中须要补充空气的缘由。(3)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的汲取剂，此法运行费用低，汲取效果好，不产生二次污染，汲取后尾气中和2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[(2)2]反应生成2和N2，请写出有关反应化学方程式：，。【解析】(1)由反应速率的计算表达式，可求出v(N2)＝(1.5·L－1－1.2·L－1)/2h＝0.15·L－1·h－1。设N2转化x。N2＋3H223起始1.54.50平衡1.5－x4.5－3x2x转化x3x2x由同温、同体积时，压强之比等于物质的量之比得：\f(1.5＋4.5,1.5＋4.5－2x)＝a，解得x＝3(1－\f(1))，N2%＝\f(x,1.5)×100%＝2(1－\f(1))×100%。(2)从图中不难读出低温生成N2，高温生成，但当高于900℃时，反应逆向移动，故的产率减小。再通入空气，相当于增加反应物，平衡正向移动，3的转化率进一步提高，使硝酸产量增加。(3)依据题中信息，可写出反应物和产物，关键运用化合价和原子守恒来配平。【答案】(1)0.152(1－1)×100%(2)N2生成的反应为放热反应，上升温度转化率下降进一步与反应生成硝酸(3)＋2＋H222(2)2＋222↑＋2N2↑＋3H2O14．假如化肥厂用3制备43，已知由3制的产率为96%，制硝酸的产率为92%，3跟3反应生成43，则制3所用去的3的质量占总消耗3的质量分数是多少？【解析】由43＋5O2\o(=,\s\14(),\s\14(高温))4＋6H2O4＋3O2＋2H2433＋343可得：3～3～43解法一：设制备43总质量为80t，则制备3总质量为63t，则与3反应的3为17t，设制备3所用去的3的质量为x，依据关系式有x×96%×92%＝17t，解得x＝19.25t。占总消耗氨量的质量分数为\f(19.25t,19.25＋17t)×100%＝53.1%。解法二：若设制备431，则与3反应的3应为1，需制得13。设制13用去3的物质的量为x，则有x×96%×92%＝1，x＝1.13，\f(1.13,1.13＋1)×100%＝53.1%。这种运用物质的量关系进行计算的方法显得更为简捷。【答案】53.1%一、空气分别\b\\{\\(\a\4\\1(方法——深冷分别、变压吸附分别、膜分别,原理))二、合成氨工业合成氨\b\\{\\(\a\4\\1(相宜条件的选择\b\\{\\(\a\4\\1(目的：尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度,依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡影响,的规律,相宜,条件\b\\{\\(\a\4\\1(合成氨反应的特点：可逆，气体总体积缩小,的放热反应,相宜,条件\b\\{\\(\a\4\\1(500°C，铁触媒,2×107～5×107,循环操作过程N2与H2浓度比,为1∶3))))))合成氨工业简述\b\\{\\(\a\4\\1(原料：空气、燃料煤、自然气、石油、水,反应\b\\{\\(\a\4\\1(H2Og＋C高温＋H22Og＋\o(,\s\14(催化剂),\s\14(△))2＋H22＋3H2\o(,\s\14(高温、高压),\s\14(催化剂))23)),设备：氨合成塔,过程：原料气制备→净化→压缩→合成→分别))))三、硝酸的制法1．试验室制法硝酸盐与浓H24微热3(固)＋H24(浓)\o(,\s\14(△),\s\14())4＋3↑2．工业制法氨的催化氧化法(1)原理：43＋52e\o(,\s\14(),\s\14(△))4＋6H2OΔH<02＋O22232＋H223＋(循环操作)(2)尾气处理：用碱液汲取＋2＋222＋H2O22＋23＋2＋H2O或22＋232＋3＋2氮的氧化物溶于水的计算问题12或2与(非O2)的混合气体溶于水时可依据32＋H223＋，利用气体体积变更差值进行计算。2．2和O2的混合气体溶于水时，由42＋O2＋2H243可知，当体积比V(2)∶V(O2)\b\\{\\(\a\4\\1(＝4∶1，恰好完全反应,>4∶1，2过量，剩余气体为,<4∶1，O2过量，剩余气体为O2))3．和O2同时通入水中时，其反应是：2＋O22242＋O2＋2H243总反应式为4＋3O2＋2H243当体积比V()∶V(O2)\b\\{\\(\a\4\\1(＝4∶3，恰好完全反应,>4∶3，剩余,<4∶3，剩余O2))将盛有25一氧化氮、二氧化氮混合气体的量筒，倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为15，则原混合气体中一氧化氮与二氧化氮的体积比是()A．2∶3B．3∶2C．4∶1D．【解析】应用反应前后气体体积之差计算。一氧化氮不溶于水，二氧化氮与水反应：32＋H223＋，由反应方程式可知3体积的2被水充分汲取后生成1体积，体积削减2体积，现由25缩小至15，气体体积削减了10，故原、2混合气体中2的体积为15，为25－15＝10；原混合气体中和2的体积比为10∶15＝2∶3。【答案】A化学反应中物质的两率与其应用1.反应物的转化率(1)定义：化学反应中某反应物的实际反应量与实际投入量之比(通常用百分数表示)叫做该反应物的转化率，即某反应物的转化率＝\f(该反应物的实际反应量,该反应物的实际投入量)×100%，反应物的转化率又叫做反应物的利用率。(2)反应物转化率的特性①反应物的转化率总是小于1。②某种反应物的转化率等于该物质中某种元素的转化率。③某反应物的转化率与该反应物的损失率之和为1。④在相关联的多步反应中，在各分步反应中保持元素养量守恒关系的几种反应物，其转化率的乘积等于某一种反应物的总转化率。2．生成物的产率(1)定义：化学反应中某生成物的实际生成量与理论生成量之比(通常用百分数表示)叫做该生成物的产率，即某生成物的产率＝\f(该物质的实际生成量,该物质的理论生成量)×100%。(2)生成物产率的特性①生成物的产率总是小于1。②生成物的产率跟与该生成物保持元素养量守恒的反应物的转化率相等。化学反应42＋11O2\o(,\s\14(高温))22O3＋82中，实际投入21.5t，实际反应1.2t，实际生成21.28t，理论上生成21.6t，则：2的转化率为，2的产率为。【解析】2的转化率＝\f(1.2t,1.5t)×100%＝80%，2的产率＝\f(1.28t,1.6t)×100%＝80%。【答案】80%80%1．对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)\o(,\s\14(高温、高压),\s\14(催化剂))23(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是()A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡也大B．达到平衡后，上升温度，既加快了正、逆反应的速率，又提高了3的产率C．达到平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，逆反应速率减小了【解析】达到平衡后，加入N2平衡向正反应方向移动，3的浓度增大了，而H2的浓度会减小；达到平衡后，上升温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于3的生成；达到平衡后，缩小体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。【答案】C2．盛满等体积和2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应完毕后液面上升的高度是试管的()A．1/2B．1/3C．2/3D．【答案】B3．体积比为2∶3的N2和H2的混合气体，在一恒温恒压装置中发生反应。达到平衡时，容器内气体的密度变为反应起先时的5/4，则N2的转化率为()A．50%B．37.5%C．25%D．12.5%【解析】设起先时N2、H2分别为2、3，共有5。由于气体总质量守恒，所以恒温恒压条件下，气体密度与体积成反比，即气体密度与气体总物质的量成反比，平衡混合气体共有5×4/5＝4，气体削减1，即生成13，反应了0.5N2，则N2的转化率为\f(0.5,2)×100%＝25%。【答案】C4．用33氧化制备3时，若3的转化率为60%，(其他过程完全转化)则制得3的质量为()A．63gB．113.4gC．126gD．189g【解析】由关系式：3～～2～3可知转化生成的n(3)＝n(3)×60%＝3×60%＝1.8。m(3)＝63g·－1×1.8＝113.4g。【答案】B5．肯定温度下，某密闭容器里发生可逆反应：(g)＋H2O(g)2(g)＋H2(g)(正反应吸热)，当达到平衡时，测得各物质均为n。欲使H2的平衡浓度增大1倍，其他条件不变时，下列措施可采纳的是()A