Question

氮氣是一種重要的工業原料，廣泛應用于化肥等工業。工業常用PSA變壓吸附制氮氣，某學習小組查閱到相關制氮氣工藝流程，并展開學習，請回答相關問題：
【資料】：
1、碳分子篩對不同氣體的吸附強度不同，如圖所示；

2、氣壓越大，碳分子篩吸附能力越強，反之越弱；
3、碳分子篩可以再生，能重復使用。

（1）吸附塔中碳分子篩具有吸附性，這種性質是   （填“化學”、“物理”）性質，根據工藝流程，資料1圖像中氣體②是   （填化學式）；
（2）根據資料，碳分子篩再生的方法是   。
（3）相比分離液態空氣制氮氣，該工藝的優點是   ；
（4）氮氣可作食品保護氣，是因為氮氣化學性質   （填“穩定”、“活潑”）。N₂和H₂在500℃、200MPa及催化劑的條件下發生反應，生成NH₃，反應的化學方程式為   ，反應中，N₂和H₂的質量比為   。

Answer 1

（1）物理    N₂    （2）降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N₂吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離；（必須寫出關鍵詞“降低壓強”） （3）無需將空氣液化，且碳分子篩可以重復使用，成本低廉（4）穩定  N₂ + 3H₂ 2NH₃     14:3

試題分析：（1）吸附塔中碳分子篩具有吸附性，這種性質是物理性質，根據工藝流程，資料1圖像中氣體②是N₂（2）根據資料，碳分子篩再生的方法是降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N₂吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離；（3）相比分離液態空氣制氮氣，該工藝的優點是無需將空氣液化，且碳分子篩可以重復使用，成本低廉；（4）氮氣可作食品保護氣，是因為氮氣化學性質穩定，N₂和H₂在500℃、200MPa及催化劑的條件下發生反應，生成NH₃，反應的化學方程式為N₂ + 3H₂ 2NH₃根據化學方程式得出N₂和H₂的質量比為14:3.