题目内容

合成氨原料可以由天燃气制取。其主要反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。

⑴1m3(标准状况)CH4按上式完全反应产生H2     mol。

⑵CH4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        。

⑶CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高,不同富氧空气含量不同)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)。

⑷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?

答案:
解析:

⑴133.9    ⑵3m3<V<4m3     ⑶V(O2)/V(N2)=2/3  ⑷

 


提示:

⑴由于1m3 CH4完全反应生成3m3H2,故V(H2)=3m3×103L·m-3=3000L,

n()=。

⑵由于CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)。

1m3                 1m3      3m3

2CH4(g)+O2(g)→2CO(g)+4H2(g)

1m3                   1m3    2m3

所以产物气体的体积V应在3m3~4m3之间。

 

⑶设H2O(g)为xmol,O2</span>为ymol

则  

 

⑷设富氧空气中O2的体积分数为a,反应用掉的H2O(g)与富氧空气的体积分别为x和y

则有,。

 


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