Question

一道化学题，要详细步骤，高手进~

以天然气为原料合成氨，再进一步生产氮肥的方法，具有污染小、成本低等特点，其过程大致如下：
*（见图）
某工厂以含CH4 0.896 (体积分数)的天然气100 m3 (S.T.P.)为原料气，经过上述过程生产尿素和硝酸铵（天然气中其他气体不参加反应）。
（1） 已知空气中氧气的体积分数为0.20，为了在硝酸生产过程中不再补充空气，假设各步反应均完全，且氨中的氮元素全部转化为硝酸，求由氨气和空气组成的生产硝酸的原料气中 (不包含被硝酸吸收的氨气)氨气与空气的体积比。
（2）若生产硝酸的原料气中氨气与空气体积比为1︰15，求由100m3天然气可获得硝酸铵的质量。
（3）若生产硝酸的原料气中氨气与空气体积比为1︰4，求由100m3天然气最多可获得硝酸铵的质量。
（4）若合成氨生产过程中氨的产率为60%，假设其它各步反应均完全，且不考虑副反应，求100 m3上述天然气可产生尿素[(NH2)2CO]的质量。（提示：产率=(实际产量/理论产量×100%））
答案：（1）1：10（2）空气过量 4.27×105 g （或427kg） （3）氨气过量，只有80%能转化为硝酸铵 3.41×105 g （或341kg） （4）1.92×105 g （或192kg）
我需要具体解题步骤，求高手解答啊~~
答得好，我会再给50分的！！！

Answer 1

（1）CH4+2H2OCO2+4H2

3H2+N2 2NH3

2NH3+CO2====CO（NH2）2+H2O

CH4：

=4 000 mol

CH4～4H2～8/3NH3

合成氨的物质的量为：4 000 mol×8/3×60%=6 400 mol

2NH3～CO（NH2）2

生产尿素的质量为：

6 400 mol×1/2×60 g·mol-1=192 000 g=192 kg

（2）4NH3+5O2 4NO+6H2O

2NO+O2====2NO2

3NO2+2H2O====2HNO3+NO

氨中氮元素全部转化为HNO3，则5NH3～10O2

V（NH3）∶V（空气）=5∶10/20%=1∶10

（3）NH3+HNO3====NH4NO3

设用于生产硝酸的氨的物质的量为x

6 400 mol-x=x·80% x=3 555.6 mol

NH4NO3的质量为3 555.6 mol×80%×80 g·mol-1=227 558.4 g=227.6 kg

Answer 2

看得到么

我写的有点乱

追问

辛苦你了~我想再问一个小问题：为什么氨气的转化为80%就能推出硝酸铵的量为80%了？？

追答

刚看见呢
氧气（空气）过量时转化率为100%
现在是氨气过量只能以氧气的量来计算
4体积空气氧气就是0.8体积，能被氧化的氨气为0.4体积如果氨气完全氧化是0.5体积.所以是80%