Question

19．合成氨原料气由CH₄在高温下与水蒸气、空气反应而得．反应原理如下：
CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂        2CH₄+O₂+2H₂O→2CO₂+6H₂
将反应后的混合气中CO₂、H₂O （g）通过吸收和干燥除去后，只含N₂和H₂．为使进入合成氨反应塔两者体积比为1：3．计算起始气体中CH₄和空气的比例．（已知空气中O₂和N₂的体积比为1：4）

Answer 1

分析 N₂和H₂进入合成氨反应塔两者体积比为1：3，可以设氮气的体积为4x，而氢气的体积为12x，则氧气的体积为x，根据方程式2CH₄+O₂+2H₂O→2CO₂+6H₂，x体积的氧气生成6x体积的氢气，消耗2x体积的CH₄，另外6x体积的氢气由CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂，消耗CH₄为：$\frac{3}{2}$体积，由此分析解答．

解答 解：N₂和H₂进入合成氨反应塔两者体积比为1：3，可以设氮气的体积为4x，而氢气的体积为12x，则氧气的体积为x，根据方程式2CH₄+O₂+2H₂O→2CO₂+6H₂，x体积的氧气生成6x体积的氢气，消耗2x体积的CH₄，另外6x体积的氢气由CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂，消耗CH₄为：$\frac{3}{2}$x体积，起始气体中CH₄和空气的比例为：（2x+$\frac{3}{2}$x）：5x=7：10，
答：起始气体中CH₄和空气的比例为7：10．

点评 本题侧重考查学生的分析思维能力与解题方法技巧，本题题目难度中等．