Question

四川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(圖中某些轉化步驟及生成物未列出)：

請填寫下列空白：

(1)已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應生成一氧化碳和氫氣(合成氣)，吸收了a kJ熱量，該反應的熱化學方程式是：_________．

(2)在合成氨的實際生產過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時分離出來，并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環利用，同時補充氮氣和氫氣．請運用化學反應速率和化學平衡的觀點說明采取該措施的理由：_________．

(3)當甲烷合成氨氣的轉化率為75％時，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成_________L氨氣．(假設體積均在標準狀況下測定)

(4)已知尿素的結構簡式為，請寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構體的結構簡式：①_________；②_________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝2a kJ·mol－1 　　(2)增大氮氣和氫氣的濃度有利于加快反應速率；減小氨氣的濃度，增大氮氣和氫氣的濃度均有利于平衡向生成氨氣的方向移動 　　(3)1.12×108 　　(4)①　②NH4NCO 　　解析：(1)0.5 mol　CH4與0.5 mol水蒸氣反應吸收a kJ熱量，則1 mol　CH4與1 mol水蒸氣反應吸收2a kJ熱量，按照熱化學方程式的書寫原則即可寫出該反應的熱化學方程式． 　　(2)合成氨的反應3H2＋N22NH3是可逆反應，將生成的NH3及時分離和增加氮氣和氫氣的濃度有利于平衡向正反應方向移動，同時增大氮氣和氫氣的濃度能增加反應速率，提高單位時間內的產量． 　　(3)根據反應CH4＋H2OCO＋3H2，CO＋H2OCO2＋H2，3H2＋N22NH3，有如下關系CH4－4H2－NH3，n(NH3)＝n(CH4)＝×5.60×107 L×75％＝1.12×108 L． 　　(4)根據尿素的結構簡式將一個－NH2中的－NH－移動可得到一種同分異構體：．再將得到的同分異構體中的－NH－上的H原子和上的H原子移到NH2上，這樣根據各原子的成鍵原則即可得另一種同分異構體NH4NCO(無機物)．