Question

合成氨的流程示意图如下： 回答下列问题：（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来

合成氨的流程示意图如下： 回答下列问题：（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是 ， ；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ， ；（2）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是 ，其中发生的化学反应方程式为 ；（3）设备B的名称是 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”）。不宜从相反方向通水的原因是 ；（4）设备C的作用是 ；（5）在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过以下反应来实现：CO(g)+H 2 O(g) CO 2 (g)+H 2 (g)已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化率超过90%，则起始物中的c(H 2 O):c(CO)不低于 。

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Answer 1

：（1）液化、分馏；与碳反应后除去CO 2 ；C+H 2 O CO+H 2 ；CH 4 +H 2 O CO+3H 2 ；（2）合成（氨）塔；N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g)；（3）冷却塔（或冷凝器）；n；高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好；（4）将液氨与未反应的原料气分离；（5）13.8。

：(1)分离空气提取氮气的方法一种是液化和分馏；另一种方法是与碳反应后除去CO 2 ；制取氢气的两个方程式分别为：C+H 2 O CO+H 2 ；CH 4 +H 2 O CO+3H 2 ；(2)合成氨的设备名称是合成塔；合成氨的方程式为：N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g)；(3)冷凝分离产品设备为冷却塔或冷凝器，入水口应该在下面，此时水流和气流是逆向的，冷凝效果好；(4)分离器是气——固分离用设备，分离液氨和未反应的原料气；(5)设CO、H 2 O起始浓度分别为x、ymol/L，则转化的CO的最小值为0.9x CO(g)+H 2 O(g) CO 2 (g)+H 2 (g) 起始   x      y        0     0 变化  0.9x   0.9x      0.9x   0.9x 平衡  0.9x  y-0.9x      0.9x   0.9x，根据平衡常数列式：（0.9x） 2 /0.1x（y-0.9x）=0.627，解得：y/x=13.8。故此只要此值大于13.8，转化率就会超过90%。 【考点定位】此题以合成氨反应为载体，综合考查了化学与技术模块的主干知识。