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(zhuǎn)化步驟及生成物未列出）：

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

（1）已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸氣在t ℃，p k Pa時(shí)，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：       _____________    

（2）在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中即使分離出來(lái)，并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋�環(huán)利用，同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃狻Ｕ?qǐng)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取該措施的理由：            _____________________ 

（3）當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75％時(shí)，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成                       L 氨氣。（假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）

（4）已知尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，請(qǐng)寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：①                      ，②                        。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)；△H＝2a kJ/mol

（2）增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛扔欣�于增大反�?yīng)速率；減小氨氣的濃度，增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛榷加欣�于平衡向正反�?yīng)方向移動(dòng)。

（3）1.12×10⁸

（4）

【解析】（1）根據(jù)題目所示寫出化學(xué)反應(yīng)方程式并配平：CH₄+H₂O→CO+3H₂，而且每有1mol的甲烷和水反應(yīng)可吸收2a kJ的熱量，再考慮各物質(zhì)狀態(tài)，則可得熱化學(xué)方程式

（2）增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛扔欣�于增大反�?yīng)速率；減小氨氣的濃度，增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛榷加欣�于平衡向正反�?yīng)方向移動(dòng)

（3）由：CH₄+H₂O→CO+3H₂、CO+ H₂O=CO₂+H₂、3H₂ + N₂ 2NH₃

綜合可得：3CH₄～8NH₃，所以以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成氨氣為：

V=5.60×10⁷×75%×8/3=1.12×10⁸L

（4）可適當(dāng)移動(dòng)碳氧雙鍵位置、變更官能團(tuán)即可。