4.
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N
2(g)+3H
2(g)⇌2NH
3(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H
2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH
4HS.一定条件下向NH
4HS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:
.
(2)步骤II中制氯气原理如下:
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对于反应①,一定可以提高平衡体系中H
2百分含量,又能加快反应速率的是
.
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H
2产量.若1mol CO和H
2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H
2O反应,得到1.18mol CO、CO
2和H
2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NH
3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N
2的平衡体积分数:
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(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,NH
3物质的量变化的曲线示意图.
(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)
,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:
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