Question

利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下：
依據上述流程，完成下列填空：
（1）天然氣脫硫時的化學方程式是

3H₂S+2Fe（OH）₃═Fe₂S₃+6H₂O

．
（2）n mol CH₄經一次轉化后產生CO 0.9n mol、產生H₂

2.7n

mol（用含n的代數式表示）
（3）K₂CO₃（aq）和 CO₂反應在加壓下進行，加壓的理論依據是

b

（多選扣分）
（a）相似相溶原理    （b）勒沙特列原理    （c）酸堿中和原理
（4）由KHCO₃分解得到的CO₂可以用于

生產純堿

（寫出CO₂的一種重要用途）．
（5）整個流程有三處循環，一是Fe（OH）₃循環，二是K₂CO₃（aq）循環，請在上述流程圖中標出第三處循環（循環方向、循環物質）

Answer 1

分析：（1）硫化氫是酸性氣體，可以和堿發生中和反應生成鹽和水；
（2）計算出甲烷的物質的量，根據方程式計算氫氣的物質的量；
（3）根據化學平衡移動原理來回答；
（4）利用二氧化碳的化學性質來回答；
（5）根據合成氨的原理可以推知循環使用的是氮氣和氫氣．

解答：解：（1）硫化氫是酸性氣體，可以和堿氫氧化鐵發生中和反應：3H₂S+2Fe（OH）₃═Fe₂S₃+6H₂O，
故答案為：3H₂S+2Fe（OH）₃═Fe₂S₃+6H₂O；
（2）根據天然氣合成氨的工藝流程圖知10%的甲烷未與水蒸汽作用，甲烷與水反應的方程式為：
  CH₄（g）+H₂O（g）→CO（g）+3H₂（g）
  1                          3
0.9n mol                   2.7nmol  
故答案為：2.7n；
（3）K₂CO₃（aq）和CO₂反應生成碳酸氫鉀，K₂CO₃+CO₂+H₂O?2KHCO₃，增大壓強，化學平衡向右進行，符合化學平衡移動原理，故答案為：b；
（4）二氧化碳可以和氫氧化鈉反應生碳酸鈉，固體二氧化碳干冰易升華可以做制冷劑，故答案為：生產純堿（或作制冷劑等）；
（5）上述流程圖第三處循環使用的物質是氮氣和氫氣，故答案為：．

點評：本題考查了天然氣合成氨的有關知識，重點掌握相關物質的化學性質，考查了分析和解決問題的能力，難度較大．