14.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=-92.4kJ•mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)在密闭容器中,使2mol N2和6mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)(正反应为放热反应)
当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是1:3.升高平衡体系的温度(保持体积不变),
混合气体的平均相对分子质量变小.(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)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:2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S↓.
(3)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1
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.
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a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应,得到1.14a mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为70%.
(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)Ⅳ对原料气加压.简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用.
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