题目内容
合成氨原料可以由天然气制取。其主要反应为：CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)(1)1 m3(标准状况)CH4按上式完全反应，产生H2___________mol。
(2)CH4和O2的反应为：2CH4(g)+O2(g)
2CO(g)+4H2(g)，设CH4同时和H2O(g)及O2(g)反应。1 m3(标准状况)CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V(标准状况)为_____________。
(3)CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同)混合反应，产物气体组成如下表：
气体 | CO | H2 | N2 | O2 |
体积(L) | 24 | 60 | 15 | 2.5 |
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V(O2)/V(N2)。
(4)若CH4和H2O(g)及富氧空气混合反应的产物中，V(H2)∶V(N2)=3∶1(合成氨反应的最佳比)，则反应中的H2O(g)和富氧空气的体积比为何值？
解析：(1)设1 m3 CH4完全反应可产生H2、CO的物质的量分别为x、y，则
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
1 mol 1 mol 3 mol
y x
。
(2)由反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)知，1 m3标况下的CH4,产生气体的体积为4 m3；而1 m3 CH4在标况下按反应2CH4(g)+O2(g) 
2CO(g)+4H2(g)进行时产生气体的体积为3 m3,故1 m3 CH4同时按上述两种反应进行时产生气体的体积应介于3 m3与4 m3之间。
(3)设参加反应的H2O的体积为x,O2的体积为y，由：
CH4(g)+H2O(g) 
CO(g)+3H2(g)
1 1 3
X V(CO) V(H2)
V(CO)=x V(H2)=3x
又2CH4(g)+O2(g) 
2CO(g)+4H2(g)
1 2 4
y V′(CO) V′(H2)
V′(CO)=y V′(H2)=4y
则
所以
。
(4)设富氧空气中O2的体积分数为a,反应用去的H2O(g)与富氧空气的体积分别为x、y，则
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
x 3x
2CH4(g)+O2(g) 
2CO(g)+4H2(g)
y·a 4ay
所以有
答案：(1)133.9 (2)3 m3＜V＜4 m3 (3)V(O2)/V(N2)=
(4)V［H2O(g)］∶V(空气)=1-
a
CH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g）
（1）1 m3（标准状况）CH4按上式完全反应，产生H2________________mol。
（2）CH4和O2的反应为：2CH4（g）＋O2（g）
2CO（g）＋4H2（g）。设CH4同时和H2O（g）及O2（g）反应。1 m3（标准状况）CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为____________。
（3）CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如下表：
气体 | CO | H2 | N2 | O2 |
体积（L） | 25 | 60 | 15 | 2.5 |
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）∶V（N2）。
（4）若CH4和H2O（g）及富氧空气混合反应的产物中，V（H2）∶V（N2）＝3∶1（合成氨反应的最佳比），则反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比为何值?
（6分）合成氨原料可以由天然气制取。
其主要反应为：CH4（g）＋H2O（g）→CO（g）＋3H2（g）
（1）1m3（标准状况）CH4按上式完全反应，产生H2____________mol。
（计算结果保留整数）
（2）CH4和O2的反应为：2CH4（g）＋O2（g）→2CO（g）＋4H2（g）
设CH4同时和H2O（g）及O2（g）反应。1m3（标准状况）CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为____________ m3。（填体积取值范围）
（3）CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如下表：
| 气体 | CO | H2 | N2 | O2 |
| 体积（L） | 25 | 60 | 15 | 2.5 |
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）／V（N2）=