Question

我國有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素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)：

 

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(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸氣在t ℃、p kPa時，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)上述流程中，工業(yè)上分離H2、CO2合理的方法是_____________________。

A．混合氣先通入氫氧化鈉溶液，再在溶液中加鹽酸

B．混合氣加壓冷卻，使CO2液化

C．混合氣用氨水洗滌

D．混合氣先通入到石灰漿，然后高溫煅燒固體

(3)為了保證氨氣順利合成，在空氣進(jìn)入合成塔之前必須對空氣進(jìn)行________，目的是________________；

在合成氨的實際生產(chǎn)過程中，常采取將生成的氨從混合氣體中分離出來，分離出氨的方法：________________。

(4)合理地利用資源不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，而且也是對社會、對全人類負(fù)責(zé)的表現(xiàn)，請用線段和箭頭畫出圖中的兩處合理利用資源情況。

 

Answer 1

(1)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋2a kJ·mol－1

(2)BC

(3)凈化　防止空氣中某些雜質(zhì)使催化劑中毒　液化氨(或分離液態(tài)氨)

(4)由分離氨的框用箭頭指向合成氨框，分離二氧化碳框指向合成尿素框。

【解析】(1)由于1 mol CH4與1 mol H2O反應(yīng)時吸收的熱量為2a kJ，由此書寫熱化學(xué)方程式。

(2)分離的原則是不引入新雜質(zhì)，A中加入鹽酸后產(chǎn)生的CO2中又混有HCl雜質(zhì)，而C中產(chǎn)生的銨鹽受熱分解產(chǎn)生CO2同時又產(chǎn)生NH3，二者可合成尿素，NH3并非雜質(zhì)氣體。D項消耗大量能源，不經(jīng)濟(jì)。

(3)由于合成氨工業(yè)中的催化劑易中毒，所以合成氣須凈化，以免引起催化劑中毒，根據(jù)氨易液化的特點，常用分離液態(tài)氨法來實現(xiàn)原料的循環(huán)利用。

(4)合理利用資源，就是將產(chǎn)生的沒有參加反應(yīng)的物質(zhì)又補充到反應(yīng)中去。