Номер 5, страница 289 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

5. На каком предприятии в Беларуси производится азотная кислота? В основе этого производства лежит получение аммиака, из которого затем синтезируют азотную кислоту. Приведите возможные уравнения химических реакций.

На каком предприятии в Беларуси производится азотная кислота?

В Республике Беларусь главным производителем азотной кислоты и азотных удобрений является Открытое акционерное общество (ОАО) «Гродно Азот», расположенное в городе Гродно. Это одно из крупнейших химических предприятий страны, играющее ключевую роль в обеспечении сельского хозяйства и промышленности необходимой химической продукцией.

Ответ: ОАО «Гродно Азот».

Приведите возможные уравнения химических реакций

Промышленное производство азотной кислоты является сложным многостадийным процессом. Как указано в вопросе, в его основе лежит синтез аммиака с последующим его окислением. Ниже приведены основные химические реакции этого процесса.

1. Получение аммиака (процесс Габера-Боша)

Исходными веществами служат азот, получаемый фракционной перегонкой жидкого воздуха, и водород, который чаще всего получают паровой конверсией природного газа (метана). Синтез аммиака — обратимая, экзотермическая реакция, протекающая при высоком давлении (15–35 МПа), высокой температуре (400–500 °C) и в присутствии катализатора (пористое железо).

Уравнение реакции:

$N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г)$

2. Синтез азотной кислоты из аммиака (процесс Оствальда)

Этот метод включает в себя три основные стадии:

а) Каталитическое окисление аммиака

Аммиачно-воздушная смесь пропускается через катализатор (платино-родиевые сетки) при температуре 850–950 °C. Аммиак окисляется кислородом до оксида азота(II).

$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt/Rh, t°} 4NO + 6H_2O$

б) Окисление оксида азота(II)

Полученный в первой стадии газообразный оксид азота(II) при охлаждении самопроизвольно окисляется кислородом воздуха до оксида азота(IV) (диоксида азота).

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

в) Абсорбция оксида азота(IV) водой

Диоксид азота поглощается водой в абсорбционных колоннах. Для увеличения выхода продукта процесс ведут в избытке кислорода, что позволяет получить концентрированную азотную кислоту.

$4NO_2 + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4HNO_3$

Ответ:

1. Синтез аммиака: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

2. Синтез азотной кислоты из аммиака:

Стадия 1: $4NH_3 + 5O_2 \rightarrow 4NO + 6H_2O$

Стадия 2: $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

Стадия 3: $4NO_2 + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4HNO_3$