【精选】高中化学主题1空气资源氨的合成课题3氨氧化法制硝酸学案鲁科版选修2
化学12《氨的工业合成》学案(鲁科版选修2)
课题2 氨的工业合成〔第1课时〕［导与学目标］1．理解合成氨的主要原理、原料、重要设备和流程2．掌握应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法一．合成氨选择的最正确条件［情景创设］1．氨气在国民经济中有哪些重要用途2．在合成氨工业化生产中，人们都遇到了哪些问题［自主学习］阅读教材P6，完成以下填空：－7氮气与氢气合成氨的反响是一个可逆反响，生成氨的反响是__热、气体总体积______的反响。
N2+3H22NH3从化学反响速率的角度看，______________________________都可以使合成氨的化学反响速率增大从化学平衡的角度看，反响达平衡时平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而________，随压强的增大而______。
这说明温度、压强对这一反响的化学平衡有影响：_______________________________在实际生产中，我国合成氨厂一般选用的压强在合成氨如果采用较低温度，虽然有利于增大平衡混合气中氨的含量，但温度过低，反响速率太小，要很长时间才能使反响到达平衡状态，这对生产十分不利。
参加催化剂是为了_______________________，然而催化剂需要在一定的温度范围内才能表现出良好的催化活性。
目前，合成氨工业普遍使用的是以_____________催化剂，这种催化剂又称为铁触媒。
铁触媒在________________的活性最大。
［合作探究］合成氨的最正确条件是什么你选择这样的条件的依据是什么二．获得大量廉价的原料气［自主学习］阅读课本4~5页，完成下面的填空：氢气的制取可有以下几条途径：〔1〕电解水制取氢气〔2〕由煤或焦炭来制取氢气煤或焦炭经加热，炽热的炭与水蒸气发生反响生成氢气：__________________________________________〔3〕由天然气或重油制取氢气天然气的主要成分_____________，在高温、催化剂的作用下与水蒸气反响生成氢气和一氧化碳：________________________________________由煤或焦炭、天然气制氢气的过程中产生的一氧化碳，在催化剂存在的条件下与水蒸气反响生成氢气和二氧化碳：__________________________________________这一过程在工业上称为__________，最后脱去________，可得到氢气。
教育最新2017_2018学年高中化学主题1空气资源氨的合成复习学案鲁科版选修2
主题1 空气资源 氨的合成一、空气分离⎩⎪⎨⎪⎧ 方法——深冷分离、变压吸附分离、 膜分离原理二、合成氨工业合成氨错误!三、硝酸的制法1．实验室制法硝酸盐与浓H 2SO 4微热：NaNO 3(固)＋H 2SO 4(浓) =====△NaHSO 4＋HNO 3↑2．工业制法氨的催化氧化法(1)原理：4NH 3＋5O 2=====Pt △4NO ＋6H 2O ΔH <0 2NO ＋O 2===2NO 23NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO(循环操作)(2)尾气处理：用碱液吸收NO ＋NO 2＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O或2NO 2＋Na 2CO 3===NaNO 2＋NaNO 3＋CO 21.NO 222223积变化差值进行计算。
2．NO 2和O 2的混合气体溶于水时，由4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3可知，当体积比V (NO 2)∶V (O 2)⎩⎪⎨⎪⎧ ＝4∶1，恰好完全反应>4∶1，NO 2过量，剩余气体为NO<4∶1，O 2过量，剩余气体为O 23．NO 和O 2同时通入水中时，其反应是：2NO ＋O 2===2NO 24NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3总反应式为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3当体积比V (NO)∶V (O 2)⎩⎪⎨⎪⎧ ＝4∶3，恰好完全反应>4∶3，剩余NO<4∶3，剩余O 2将盛有25 mL 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 mL ，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 ．1∶4【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：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，由反应方程式可知3体积的NO 2被水充分吸收后生成1体积NO ，体积减少2体积，现由25 mL 缩小至15 mL ，气体体积减少了10 mL ，故原NO 、NO 2混合气体中NO 2的体积为15 mL ，NO 为25 mL －15 mL ＝10 mL ；原混合气体中NO 和NO 2的体积比为10∶15＝2∶3。
高中化学 主题1 空气资源 氨的合成 课题1 空气的分离学案 鲁科版选修2
课题1 空气分离1．知道深冷分离、变压吸附分离和膜分离三种空气分离方法的原理以及它们的适用范围。
2．了解蒸馏和精馏的原理以及它们之间的区别和联系，了解吸附作用的原理。
(重点) 3．理解空气各组分的物理性质与所采用的分离方法的关系。
4．认识空气作为一种资源的重要性以及分离技术对开发和利用资源的意义。
(重难点)空气是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等组成的混合物。
炼钢和金属焊接需要氧气，合成氨需要氮气，而稀有气体常用做保护气及各种灯泡的填充气。
1．稀有气体常用做保护气和灯泡填充气，这是利用气体的什么性质？【提示】稳定性。
1.(1)定义：先将空气降温、加压液化后，再将液态空气升温，根据空气中各种组分的沸点不同进行精馏分离。
(2)空气液化的方法：先加压再进行热交换，最后进行节流膨胀。
(3)分离液态空气的方法——精馏精馏也叫分馏，是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝来分离液态混合物的方法。
2．变压吸附(1)原理：沸石分子筛和炭分子筛具有巨大的内表面积，吸附性能很强，且具有较高的选择性，从而得到富氧空气。
(2)过程：加压吸附和减压解吸。
(3)优点：比深冷分离法能耗低，设备简单。
3．膜分离(1)定义：利用具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新的分离方法。
(2)优点：过程简单，设备费用低，能耗少等。
2．液态空气精馏时，沸点高的组分先挥发出来还是沸点低的组分先挥发出来？【提示】随着温度的升高，沸点低的组分先达到沸点而挥发出来。
①分离空气常用的方法有哪些？【提示】a．深冷分离法；b.变压吸附分离法；c.膜分离法。
②精馏液态空气时，先获得液氮(沸点：－196 ℃)还是液氧(沸点：－183 ℃)?【提示】沸点低的液氮先分离出来。
③当空气通过膜分离装置时，氧分子能透过膜而氮分子不能透过膜，说明哪种气体分子的直径更大一些？【提示】直径大的气体分子不能透过膜，故分子直径：N2>O2。
高中化学 1.3 氨氧化法制硝酸检测 鲁科版选修2
氨氧化法制硝酸基础夯实1.3NO2+H2O2HNO3+NO为工业上氨催化氧化法制硝酸的反应之一,该反应中NO2的作用是( )A.只作氧化剂B.只作还原剂C.既作氧化剂又作还原剂D.既不作氧化剂又不作还原剂答案：C2.在常温下四个容积相同的抽空的密闭容器内,分别注入下列各组气体(先注入一种,再注入另一种),全部气体注入完毕后,容器中的压强从大到小的顺序是 ( )①2 mol一氧化碳和1 mol氧气②2 mol硫化氢和1 mol 二氧化硫③2 mol一氧化氮和2 mol氧气④2 mol氨气和1 mol氯化氢A.①>③>④>②B.③>①>④>②C.③>④>①>②D.①=③>④>②答案：A3.无色的混合气体甲中可能会有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。
将100 mL气体甲经过如下图实验处理,最终得到酸性溶液,而气体几乎无剩余,则气体甲的组成可能为( )A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2答案：B4.下列反应既属于离子反应,又属于氧化还原反应的是( )A.4NH3+5O24NO+6H2OB.2NO+O22NO2C.3NO2+H2O2HNO3+NOD.N2O3+2NaOH2NaNO2+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：C5.工业制硝酸的其中一步反应为氨的氧化,反应方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0,有关该反应的说法正确的是( ) (导学号52710015)A.反应达到平衡后,3v正(NH3)=2v逆(H2O)B.反应处于平衡状态时,c(NH3)·c(O2)=c(NO)·c(H2O)C.其他条件不变,温度越高,氨的转化率越高D.增大压强是加快反应速率并提高NO产率的有效措施解析：反应达到平衡后,3v正(NH3)=2v逆(H2O),各组分浓度不变,故A正确;反应处于平衡状态时,体系中各组分的浓度不变,与c(NH3)·c(O2)和c(NO)·c(H2O)是否相等无关,故B错误;该反应正反应方向是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,温度越高,氨的转化率越低,故C错误;由于增大压强,平衡向逆反应方向移动,一氧化氮生产量减小,所以寻找合适的催化剂及提高氧气的浓度是加快反应速率并提高NO产率的有效措施,故D错误。
鲁科版《氨氧化法制硝酸》导学案
［情景创设］
研究发现，氨气与氧气反应可以生成多种不同的产物，如NO、N2O、N2等。三个反应的产率都很高。那么请你想一想，如何才能使氨气与氧气反应只生成一氧化氮呢？
看课本13页，完成下面的填空：
为解决氨氧化反应中遇பைடு நூலகம்的难题，科学家把目光集中到_________上。工业上氨氧化法制HNO3使用的选择性良好的催化剂，一是___________，二是_______________。____________催化剂活性更好，是目前硝酸生产主要采用的催化剂。
二．选择吸收二氧化氮的条件
［情景创设］
根据下面的反应，分析吸收NO2的适宜条件。
3NO2+H2O2HNO3+NO
［自主学习］
阅读课本14~15页，完成下面的填空
现代硝酸生产改用了___________和____________均在加压下进行的________________，以及氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压强下就进行的___________，提高了NO2吸收率，成品酸的浓度可达到60%~70%。
［合作探究］
氨氧化法只能生产稀硝酸。若想获得95%~100%的浓硝酸，可采取什么方法？
［信息反馈］
本节课你学习了什么知识？
本节课你学会了哪些知识？
你还有哪些疑难或困惑？
答案
参考课本
主题1 空气资源 氨的合成
课题3 氨氧化法制硝酸（第1课时）
［导与学目标］
1．掌握实验室和工业上催化氧化法制取硝酸的反应原理
2．了解主要生产流程
［预习引导］
1．进行课本第12页的实验，思考：
①氨气与氧气的反应为什么要在有催化剂（Cr2O3）存在的条件下进行？
高中化学主题1空气资源氨的合成课题2氨的工业合成学业分层测评鲁科版选修
氨的工业合成(建议用时：45分钟)[学业达标]1．合成氨工业上采用循环操作主要是为了( )A．加快反应速率B．提高NH3的平衡浓度C．降低NH3的沸点D．提高N2和H2的利用率【解析】循环操作后增大了反应物N2和H2的浓度，加快了反应速率，提高了NH3的平衡浓度，但主要是提高N2和H2的利用率，不至于浪费原料。
【答案】 D2．合成氨过程中为提高原料氢气的转化率而所采取的下列措施中不正确的是( ) A．不断将NH3分离出来B．使用过量的N2C．采用高温D．采用高压【解析】由N2＋3H23的特点可知，高温平衡左移不利于提高H2的转化率。
高压和减小NH3的浓度均使平衡右移。
使用过量的N2有利于提高H2的转化率。
【答案】 C3．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是( ) 【导学号：28920007】A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用【解析】对化学反应N2＋3H23，催化剂只能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，不能使化学平衡发生移动。
高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的反应方向移动。
【答案】 C4．已知焦炭、一氧化碳和烃类化合物都能与水反应产生合成尿素[CO(NH2)2]的原料——氢气和二氧化碳，从充分利用原料的角度考虑，用下列物质生产H2和CO2最为合适的是( ) A．C B．COC．天然气D．石脑油(C5H12、C6H14)【解析】生产出的H2用于合成NH3，N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3。
再由NH3与CO2合成尿素。
由此，可找出H2与CO2的关系式：3H2～2NH3～CO2。
分别写出备选项中各物质与H 2O 反应的化学方程式：A 项C ＋H 2O =====催化剂高温H 2＋CO ，CO ＋H 2O===H 2＋CO 2总反应方程式为：C ＋2H 2O===2H 2＋CO 2；B 项CO ＋H 2O =====催化剂高温H 2＋CO 2；C 项CH 4＋2H 2O=====高温 4H 2＋CO 2；D 项C 5H 12＋10H 2O=====高温16H 2＋5CO 2，C 6H 14＋12H 2O=====高温19H 2＋6CO 2。
推荐K122017_2018学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题2氨的工业合成作业鲁科版选修2
主题1 空气资源氨的合成课题2 氨的工业合成(建议用时：45分钟)[学业达标]1．合成氨工业上采用循环操作主要是为了( )A．加快反应速率B．提高NH3的平衡浓度C．降低NH3的沸点D．提高N2和H2的利用率【解析】循环操作后增大了反应物N2和H2的浓度，加快了反应速率，提高了NH3的平衡浓度，但主要是提高N2和H2的利用率，不至于浪费原料。
【答案】 D2．合成氨过程中为提高原料氢气的转化率而所采取的下列措施中不正确的是( )A．不断将NH3分离出来B．使用过量的N2C．采用高温D．采用高压【解析】由N2＋3H23的特点可知，高温平衡左移不利于提高H2的转化率。
高压和减小NH3的浓度均使平衡右移。
使用过量的N2有利于提高H2的转化率。
【答案】 C3．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是( ) A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用【解析】对化学反应N2＋3H23，催化剂只能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，不能使化学平衡发生移动。
高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的反应方向移动。
【答案】 C4．已知焦炭、一氧化碳和烃类化合物都能与水反应产生合成尿素[CO(NH2)2]的原料——氢气和二氧化碳，从充分利用原料的角度考虑，用下列物质生产H2和CO2最为合适的是( ) A．C B．COC．天然气D．石脑油(C5H12、C6H14)【解析】生产出的H2用于合成NH3，N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3。
再由NH3与CO2合成尿素。
由此，可找出H2与CO2的关系式：3H2～2NH3～CO2。
分别写出备选项中各物质与H 2O 反应的化学方程式：A 项C ＋H 2O =====催化剂高温H 2＋CO ，CO ＋H 2O===H 2＋CO 2总反应方程式为：C ＋2H 2O===2H 2＋CO 2；B 项CO ＋H 2O =====催化剂高温H 2＋CO 2；C 项CH 4＋2H 2O=====高温 4H 2＋CO 2；D 项C 5H 12＋10H 2O=====高温16H 2＋5CO 2，C 6H 14＋12H 2O=====高温19H 2＋6CO 2。
推荐K122017_2018学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题2氨的工业合成教案鲁科版选修2
课题2 氨的工业合成●课标要求1．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
2．认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.能根据合成氨反应的特点，依据勒·夏特列原理选择适合氨合成的反应条件。
2．明确合成氨工业流程以及各设备的作用或反应原理。
●教学地位合成氨工业是《课程标准》中明确要求的内容，也是高考的高频考点，尤其是化学平衡移动原理在合成氨反应中的应用。
合成氨适宜条件的选择、工艺流程中各环节的操作等更是高考的热点。
●新课导入建议●教学流程设计课前预习安排：看教材P6－10，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。
⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。
⇒步骤2：建议对[思考交流]进行提问，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]①、②、③的设问作为主线。
⇓步骤7：通过[例2]和教材P8－10“如何获得大量廉价的原料气”讲解研析，对“探究2、合成氨的生产工艺及原料气的制备”中注意的问题进行总结。
⇐步骤6：师生互动完成“探究2”，利用[问题导思]①、②、③的设问作为主线。
⇐步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]第1、2、5题。
⇐步骤4：通过[例1]和教材P6－8“探究合成氨的最佳条件”的讲解研析，对“探究1、合成氨条件的选择”中注意的问题进行总结。
⇓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3、4题。
⇒步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。
安排课下作业完成[课后知能检测]。
1.2232．合成氨反应的特点：(1)可逆反应；(2)放热反应；(3)气体总体积缩小的反应。
3．合成氨最佳条件的选择(1)理论分析从化学反应速率的角度看，升温、加压以及使用催化剂都可以使合成氨的化学反应速率增大。
从化学平衡的角度看，平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而降低，随压强的增大而提高。
这说明温度、压强对这一反应的化学平衡有影响：降温、增压有利于氨的合成。
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课题3 氨氧化法制硝酸 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吸收二氧化氮的条件。(重点) 2．了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环境的危害及其处理方法，树立环保意识。(难点) 3．进一步认识催化剂在化工生产中的重要作用，体会实验室研究与工业生产的关系。
氨氧化法制硝酸 1.制备流程：NH3――→O2NO――→O2NO2――→H2OHNO3。 2．反应原理：
4NH3＋5O2=====催化剂高温4NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
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】 NH3、NO、NO2中氮元素化合价升高，均发生氧化反应。 氨氧化法制硝酸的模拟实验
A．氨水(浓氨水∶水＝1.5∶1) B．催化剂(Cr2O3) C．干燥剂(无水氯化钙) D．氧化瓶 E．吸收瓶(水、石蕊溶液) F．NaOH溶液 氨氧化法制硝酸的实验装置示意图 1．操作：先加热硬质试管中的催化剂，再把空气缓缓地、均匀地鼓入氨水中，待催化剂开始红热时，撤走酒精灯。 2．思考 (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：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (3)F的作用是吸收未反应的NO、NO2气体。 2．试通过模拟实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继续进行，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NO、N2O、N2，若不控制反应条件，只会生成氮气。 (2)科学家通过研究，找到了选择NO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．选择吸收二氧化氮的条件 (1)吸收NO2的反应为：3NO2＋H23＋NO。 (2)吸收NO2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)吸收NO2的方法：欲使原料利用充分，得到的硝酸的浓度增大，可采取加压、降温的方法，现代硝酸生产改用全压法和综合法，成品酸中HNO3的质量分数可达60%～70%，提高了NO2的吸收率。 3．常压法生产硝酸尾气的处理 (1)碱液吸收法：2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2。 (2)催化还原法：如用H2、CH4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】 4NH3＋5O2=====Pt高温4NO＋6H2O。 ③吸收NO2的方法是什么？ 【提示】 全压法和综合法。 1．工业制硝酸的原料：NH3和空气。
2．反应流程：NH3――→O2NO――→O2NO2――→H2OHNO3。 3．反应设备：氧化炉、吸收塔、蒸馏塔。 4．工艺流程
5．相关反应 4NH3＋5O2=====催化剂高温4NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
1．Mg(NO3)2具有脱水作用，可用于提高HNO3的质量分数。 2．在工业制HNO3过程中，注意勒·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，可观察到下列现象：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解释上述现象。 【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4NH3＋
5O2=====催化剂高温4NO＋6H2O，反应是放热的，因此可观察到烧红的铂丝保持红热状态。生成的NO容易与O2继续反应生成红棕色的NO2气体：2NO＋O2===2NO2。NO2气体遇水蒸气则发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的HNO3是挥发性酸，可与氨水挥发出的NH3化合产生白烟NH4NO3，反应方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3。 【答案】 氨水易挥发，瓶内充满NH3和O2的混合气体，当红热的铂丝插入时，由于发生
下列反应：4NH3＋5O2=====催化剂高温4NO＋6H2O而放出大量的热，致使铂丝保持红热。生成的NO可继续和O2反应生成红棕色的NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2，而NO2能与水蒸气反应：3NO2
＋H2O===2HNO3＋NO，生成的挥发性酸HNO3遇NH3则产生白烟NH4NO3，化学反应方程式为NH3＋
HNO3===NH4NO3。 NH3遇HNO3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HNO3时，先制得50%左右的硝酸，然后再制成98%的浓HNO3，一般采用的方法是( ) A．加CaCl2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H2SO4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一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HNO3含量较高的硝酸蒸气。将硝酸蒸气再进行精馏，即可得到HNO3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】 NO、NO2等含氮氧化物。 ②处理硝酸工业尾气常用什么方法？ 【提示】 碱液吸收法和催化还原法。 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．碱液吸收法 2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2， NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 利用碳酸钠溶液吸收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，人们又采用催化还原法净化尾气。 2．催化还原法 H2＋NO2===NO＋H2O 2H2＋2NO===N2＋2H2O CH4＋4NO2===4NO＋CO2＋2H2O CH4＋4NO===2N2＋CO2＋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NO和NO2，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)____________直接排入空气中，写出有关反应的化学方程式：______________________________________ _______________________________________________________________。 假设NO和NO2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，写出用烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式：_______________________。 【解析】 硝酸的酸酐是N2O5，和NaOH反应生成NaNO3，亚硝酸的酸酐是N2O3，和NaOH反应生成NaNO2。
【答案】 氮气 6NO＋4NH3=====催化剂△5N2＋6H2O、6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O N2O3＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2．工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。 (一)提供的装置
(二)NH3的制取 (1)下列有关实验室制备气体的说法正确的是______(填序号)。 ①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气 ③实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热 ④用无水氯化钙干燥氨气 ⑤用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管 (2)从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置：____________(填字母)。 (3)当采用你所选用的装置制取氨气时，相应反应的化学方程式是 ______________________________________________________________。 (三)模拟尾气的处理 选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，回答有关问题： (4)A中反应的离子方程式为_______________________________________。 (5)D装置中的液体可换成________(填字母)。 a．CuSO4 b．H2O c．CCl4 d．浓硫酸 (6)该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是_____________。 【解析】 (2)实验室制备氨气可用氢氧化钙与氯化铵固体加热法，也可以用浓氨水与固体氢氧化钠(或氧化钙)在常温下制取。可选装置C或G。(3)根据所选装置写出相应制备反应的化学方程式。(4)A中为Cu与稀硝酸的反应：3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (5)D中用浓氨水防止氨气被吸收，因此还可以换成CCl4。(6)该反应中尾气含有NO等污染性气体，应除去后再排空。 【答案】 (1)①③⑤ (2)C(或G)
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O[或CaO＋NH3·H2O===NH3↑＋Ca(OH)2] (4)3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (5)c (6)NO尾气直接排放，没有进行处理
1．工业制HNO3的3个反应： 4NH3＋5O2=====催化剂高温4NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2．处理硝酸工业尾气的2种方法： (1)碱液吸收法；(2)催化还原法。