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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1一种工业合成氨的简易流程图如图1(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.
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更新时间:2024-04-26 06:37:51
问题描述:

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1

一种工业合成氨的简易流程图如图1

(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:2NH4HS+O2 一定条件 .

2NH3•H2O+2S

2NH4HS+O2 一定条件 .

2NH3•H2O+2S

(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:

①CH4(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ•mol-1

②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是______

a.升高温度;b.增大水蒸气浓度;c.加入催化剂;d.降低压强

利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量,若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为______

(3)图2表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:______

(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图3坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图.

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的步骤是(填序号)______,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:______.

刘熙明回答:
  (1)H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS,一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,反应过程中生成一水合氨,依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为:2NH4HS+O2 一定条件 .
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