(10分)合成氨反应原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92．4kJ·mol－1一种工业合成氨的简易流程图如下：（1）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206．4kJ·mol－1②C

Question

(10分)合成氨反应原理为：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝－92．4 kJ·mol^－1  一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)   ΔH＝＋206．4 kJ·mol^－1

②CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)   ΔH＝－41．2 kJ·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．缩小容器的体积

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

（2）图中表示500℃、60．0 MPa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H₂的平衡体积分数：________。

（3）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)________。简述两点本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_______________________________________。

 

Answer 1

（1） a 50%   （2） 43．5%  （3）Ⅳ 对原料气加压；分离液氨后，未反应的N₂、H₂循环使用