17. 氧化法制取硝酸,该法首先是将空气分离得到氮气和氧气,将氮气与氢气在高温高压下合成氨气,再将氨气、空气和氧气以一定比例通入温度为800℃、压强为p的氧化炉中,在Pt-Rh合金网为催化剂下进行反应,生成的NO在冷却时与氧气生成NO
2,NO
2在吸收塔内用水吸收,在过理氧气的作用下转化为硝酸,其最高浓度可达50%。在氧化炉中催化氧化时,有关物质的产率与温度的关系如图;氧化炉中主要发生的反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)
____。
(2)据图可知,氧化炉中,300℃~400℃时反应速率较快的是反应
____(填“II”或“III”),温度高于900℃后,氧化炉中除发生反应I,还会发生许多副反应生成N
2,使NO的产率降低,写出其中一个使NO产率降低的副反应:
____。
(3)恒温、恒压时,发生反应:
。该 反应在450℃、20MPa下进行,起始时
,平衡时,
分压为5MPa,此时该反应的
_______(
为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)向密闭容器中充入
和
,在催化剂作用下发生反应III,下列措施可提高
平衡转化率的是
_____(填标号)。
A.减小反应体系的压强
B.实际生产中使
C.研究开发使用效果更好的催化剂
D.升高反应体系的温度
(5)从吸收塔中出来的硝酸浓度大约是50%,不能直接用于军工、染料等工业,必须将其加入蒸馏塔中制成98%以上的浓硝酸。某中学实验小组,在实验室模拟在蒸馏塔中对稀硝酸进行蒸馏,蒸馏时应注意选择低温条件,其原因是
_______(用化学方程式解释)。
(6)氧化炉中氨气与氧气的比是影响催化氧化和后续反应的重要因素,将氨气、空气和氧气以一定比例通入氧化炉中,起始压强为p,
,则起始时NH
3的分压为
_______(用含p的代数式表示,空气与氧气混合气体中氧气占25%);若氧化炉中只发生反应Ⅲ,反应后测得
,则氧化炉中氨气的转化率为
_______%。