(14分)我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化
步骤及生成物未列出):
(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
温度/℃
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400
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500
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800
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平衡常数K
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9.94
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9
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1
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(2)“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值 (填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正) v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有关合成氨工业的说法中正确的是 。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为 ,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为 。
(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成 L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)