氢气是化工行业重要原料之一．（1）电解饱和食盐水是生产H2的方法之一．常温下，电解200mL饱和食盐水一段时间后，溶液质量减轻0.73g（假设气体全部逸出）．生产氢气在标准状况下的体积

Question

氢气是化工行业重要原料之一．
（1）电解饱和食盐水是生产H₂的方法之一．常温下，电解200mL饱和食盐水一段时间后，溶液质量减轻0.73g（假设气体全部逸出）．生产氢气在标准状况下的体积为___mL．
（2）在电弧炉中，甲烷裂解产生乙炔和氢气，若1m³甲烷此过程生成0.24m³氢气，则甲烷的裂解率为___%（体积均在相同条件下测定）．
（3）已知：C_xH₇+H₂O→CO+CO₂+H₂（未配平）．工业上用甲烷、乙烷的混合气体利用上述反应生产氢气，反应后气体经干燥组成如表所示．

组分	CO	CO2	H2
体积分数	20%	5%	75%

计算原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比．
（4）合成氨生产过程中，消耗氮氢混合气2800m³（其中CH₄的体积分数为0.2%，下同），分离液氨后的氮氢混合气中含CH₄3%．计算分离出液氨为多少吨（保留2位小数，所有体积均已折算至标准状况）．

Answer 1

（1）电解饱和食盐水是生产H₂的方法之一，溶液质量减轻就是氯化氢的质量，所以n（H₂）=(1)/(2)n（HCl）=((0.73g)/(36.5g/mol))/(2)=0.01mol，体积V=nVm=0.224L=224mL；故答案为：224；
（2）由反应方程式：2CH₄

高温

3H₂+C₂H₂，生成0.27m³氢气，则分解甲烷的物质的量为：(0.24×2)/(3)=0.16m³；甲烷的裂解率为(0.16)/(1)×100%=16%，故答案为：16；
（3）设反应后气体总体积为V，甲烷的体积为x、乙烷的体积为y，
则含有CO体积而为0.2V，二氧化碳为0.05V，氢气为0.75V，
根据碳元素守恒可得：①x+2y=0.2V+0.05V=0.25V，
根据氧元素守恒可知，参加反应的水的物质的量为：0.2V+0.05V×2=0.3V，根据H元素守恒，水分子中H生成氢气体积为0.3V，则甲烷和乙烷分子中含有氢元素生成的氢气体积为：0.75V-0.3V=0.45V，即：②(1)/(2)（4x+6y）=0.45V，
联立①②解得：x=0.15V、y=0.05V，
相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，
所以原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比为：0.15V：0.05V=3：1，
答：原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比3：1；
（4）CH₄的体积分数为0.2%，所以CH₄的体积为：2800m³×0.2%=5.6m³，则反应后混合气体的体积为：(5.6m3)/(3%)=187m³，所以气体体积减少量为：2800m³-187m³=2613m³，就是生成氨气的物质的量，所以氨气的物质的量为：(2613×103L)/(22.4L/mol)×(1)/(2)=5，．83×10⁴mol，所以质量为：5.83×10⁴mol×17g/mol=0.99t，答：分离出液氨为0.99t．