氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨。下图是合成氨的简要流程。
(1)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗。
原料[ |
天然气 |
重油 |
煤 |
相对投资费用 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
能量消耗/J·t—1 |
28109 |
38109 |
48109 |
①依据上表信息,你认为采用 为原料最好。
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式: 。
③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)===CO2(g) △H=-394kJ·mol—1;
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)△H=-566kJ·mol—1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)△H="-484" kJ·mol—1;
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式 。
(2)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据。
①依据表中数据判断,合成氨反应N2+3H2NH3的△H 0(填“>”、“<”或“无法判断”,请简要说明理由 ;
②该反应的化学平衡常数表达式为 。
③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的 倍。