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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)ΔH=-92.4kJ·mol-1。一种工业合成氨的简式流程图如下:(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定
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)ΔH=-92.4kJ·mol-1。一种工业合成氨的简式流程图如下:

(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:

________________________________________________________________________。

(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)     ΔH=+206.4 kJ·mol-1

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)     ΔH=-41.2kJ·mol-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。(填序号)

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的产量。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的转化率为____________。

(3)下图表示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)上述流程图中,使合成氨放出的能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:

________________________________________________________________________。

 

钱东回答:
  (12分)(1)2NH4HS+O2一定条件2NH3·H2O+2S   (2)a90%   (3)14.5%   (4)Ⅳ对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用
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