(15分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) △H = -92.4 kJ·mol-1 ,一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式 。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3H2 (g) △H = +206.4 kJ·mol-1
②CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) △H = -41.2 kJ·mol-1
写出氢气和二氧化碳气体反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式 。
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为 。
(3)图1表示500℃、60.0 M Pa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数___________。
(4)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号) 。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法(任写一种) 。
(5)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。