29.合成氨是人類科學技術上的一項重大突破,其反應原理為:
N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)△H=-92.4kJ?mol ̄
1一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如圖1:
(1)天然氣中的H
2S雜質(zhì)常用常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH
4HS.一定條件下向NH
4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應的化學方程式:
.
(2)步驟II中制氯氣原理如下:
①CH
4(g)+H
2O(g)=CO
2(g)+3H
2(g)△H=+206.4kJ?mol
-1②CO(g)+H
2O(g)=CO
2(g)+H
2(g)△H=-41.2kJ?mol
-1對于反應①,一定可以提高平衡體系中H
2百分含量,又能加快反應速率的是
.
a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強
利用反應②,將CO進一步轉(zhuǎn)化,可提高H
2產(chǎn)量.若1mol CO和H
2的混合氣體(CO的體積分數(shù)為20%)與H
2O反應,得到1.18mol CO、CO
2和H
2的混合氣體,則CO轉(zhuǎn)化率為
.
(3)圖2表示500℃、60.0MPa條件下,原料氣投料比與平衡時NH
3體積分數(shù)的關系.根據(jù)圖中a點數(shù)據(jù)計算N
2的平衡體積分數(shù):
.
(4)依據(jù)溫度對合成氨反應的影響,在圖3坐標系中,畫出一定條件下的密閉容器內(nèi),從通入原料氣開始,隨溫度不斷升高,NH
3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖.
(5)上述流程圖中,使合成氨放出的熱量得到充分利用的主要步驟是(填序號)
,簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法:
.