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        1. 以天然氣為原料合成氨是新的生產(chǎn)氮肥的方法,它具有污染小、成本低等諸多特點(diǎn),其過(guò)程大體如下:

          某工廠以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的含CH4 89.6%的天然氣100 m3為原料經(jīng)過(guò)上述過(guò)程,生產(chǎn)尿素和硝酸銨。

          (1)合成氨生產(chǎn)過(guò)程中氨的產(chǎn)率為60%,假設(shè)其他各步反應(yīng)均完全且不考慮副反應(yīng),求100 m3的天然氣可生產(chǎn)尿素的質(zhì)量為多少千克?

          (2)為使硝酸生產(chǎn)過(guò)程中不再補(bǔ)充空氣,假設(shè)各步反應(yīng)均完全且氨中氮元素全部轉(zhuǎn)化為HNO3,空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)設(shè)為20%,求由氨氣和空氣組成的原料氣中(不包含被硝酸吸收的氨氣)氨氣與空氣的體積比。

          (3)實(shí)際生產(chǎn)中,若氨的產(chǎn)率為60%,硝酸的產(chǎn)率為80%,求100 m3的天然氣最多可生產(chǎn)硝酸銨的質(zhì)量為多少千克?

          (注:產(chǎn)率=×100%)

          (1)192 kg  (2)1∶10  (3)227.6 kg

          解析:(1)CH4+2H2OCO2+4H2

          3H2+N22NH3

          2NH3+CO2====CO(NH22+H2O

          CH4=4 000 mol

          CH4~4H2~8/3NH3

          合成氨的物質(zhì)的量為:4 000 mol×8/3×60%=6 400 mol

          2NH3~CO(NH22

          生產(chǎn)尿素的質(zhì)量為:

          6 400 mol×1/2×60 g·mol-1=192 000 g=192 kg

          (2)4NH3+5O24NO+6H2O

          2NO+O2====2NO2

          3NO2+2H2O====2HNO3+NO

          氨中氮元素全部轉(zhuǎn)化為HNO3,則5NH3~10O2

          V(NH3)∶V(空氣)=5∶10/20%=1∶10

          (3)NH3+HNO3====NH4NO3

          設(shè)用于生產(chǎn)硝酸的氨的物質(zhì)的量為x

          6 400 mol-x=x·80%  x=3 555.6 mol

          NH4NO3的質(zhì)量為3 555.6 mol×80%×80 g·mol-1=227 558.4 g=227.6 kg

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

          四川有豐富的天然氣資源.某化工廠以天然氣為原料合成氨的工藝流程示意圖如下:
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          依據(jù)上述流程,完成下列填空:
          (1)整個(gè)流程有三個(gè)循環(huán):一是K2CO3(aq)循環(huán),二是N2和H2循環(huán),第三個(gè)循環(huán)中被循環(huán)的物質(zhì)是
           

          (2)脫硫過(guò)程中,若有nmol Fe2O3?H2O轉(zhuǎn)化,則生成S的物質(zhì)的量為
           
          mol(用含n的代數(shù)式表示).
          (3)圖中CH4的第二次轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
           

          (4)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來(lái),并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用,同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃猓?qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取這些措施的理由:
           

          (5)改用過(guò)量NaOH溶液吸收天然氣中的硫化氫,以石墨作電極電解吸收后所得溶液可回收硫,其電解總反應(yīng)方程式(忽略氧氣的氧化還原)為
           

          (6)若工業(yè)生產(chǎn)中以a g氨氣和足量的空氣為原料(不考慮空氣中N2的反應(yīng))最大限度的制取NH4NO3,經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)化后,再向反應(yīng)后的混合物中加入bg水,得到密度為d g/mL的NH4NO3溶液,理論上該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可能的最大值為
           
          mol/L.

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

          (17分) 重慶有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成氨的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出):

          請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:

          (1)已知2mol甲烷與水蒸氣在t℃、p kPa時(shí),完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________。

          (2)圖中X為_(kāi)____,Y為_(kāi)____(填化學(xué)式);常用K2CO3溶液吸收分離出的CO2,其離子方程式為_(kāi)____________________________________

          (3)在合成氨工業(yè)中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來(lái)。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取該措施的理由:_______________________________。

          (4)聯(lián)合制堿法中,合成氨產(chǎn)生的NH3與CO2通入飽和食鹽水最終可制得純堿,如圖所示

          ①應(yīng)先向食鹽水通足量_______氣體(寫(xiě)化學(xué)式,后同);副產(chǎn)品Z為_(kāi)_____,可用作______;W為_(kāi)______。

          ②若生產(chǎn) Na2CO3 5.3噸,理論上至少可制得副產(chǎn)品Z_______噸。

           

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年重慶市西南大學(xué)附屬中學(xué)高二上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型:填空題

          (17分) 重慶有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成氨的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出):

          請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
          (1)已知2mol甲烷與水蒸氣在t℃、p kPa時(shí),完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________。
          (2)圖中X為_(kāi)____,Y為_(kāi)____(填化學(xué)式);常用K2CO3溶液吸收分離出的CO2,其離子方程式為_(kāi)____________________________________
          (3)在合成氨工業(yè)中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來(lái)。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取該措施的理由:_______________________________。
          (4)聯(lián)合制堿法中,合成氨產(chǎn)生的NH3與CO2通入飽和食鹽水最終可制得純堿,如圖所示

          ①應(yīng)先向食鹽水通足量_______氣體(寫(xiě)化學(xué)式,后同);副產(chǎn)品Z為_(kāi)_____,可用作______;W為_(kāi)______。
          ②若生產(chǎn) Na2CO3 5.3噸,理論上至少可制得副產(chǎn)品Z_______噸。

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013屆重慶市高二上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型:填空題

          (17分) 重慶有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成氨的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出):

          請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:

          (1)已知2mol甲烷與水蒸氣在t℃、p kPa時(shí),完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________。

          (2)圖中X為_(kāi)____,Y為_(kāi)____(填化學(xué)式);常用K2CO3溶液吸收分離出的CO2,其離子方程式為_(kāi)____________________________________

          (3)在合成氨工業(yè)中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來(lái)。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取該措施的理由:_______________________________。

          (4)聯(lián)合制堿法中,合成氨產(chǎn)生的NH3與CO2通入飽和食鹽水最終可制得純堿,如圖所示

          ①應(yīng)先向食鹽水通足量_______氣體(寫(xiě)化學(xué)式,后同);副產(chǎn)品Z為_(kāi)_____,可用作______;W為_(kāi)______。

          ②若生產(chǎn) Na2CO3 5.3噸,理論上至少可制得副產(chǎn)品Z_______噸。

           

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