Question

工業上合成氨的主要生產過程有：

（1）原料氣的制備、凈氣和壓縮。氮氣來源于________，氫氣來源于________，凈化原料氣的原因是__________________________________________________________。

（2）氨的合成。在________中進行，反應的最佳條件是_______________________________________________________________。

（3）氨的分離。如將N2、H2按體積比1∶3進入合成塔，從合成塔出來的混合氣中通常含體積分數為15%左右的氨氣，則出來的混合氣體中含H2的體積分數為________，N2的體積分數為________。

 

Answer 1

（1）空氣　水和碳氫化合物　防止催化劑中毒

（2）合成塔　壓強20～50 MPa，溫度400～500 ℃，鐵觸媒作催化劑

（3）63.75%　21.25%

【解析】（3）設起始N2、H2的體積分別為1、3，反應中轉化的N2的體積為x，則

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）

起始體積　1　　　3　　　　　　　　0

平衡體積　1－x　 3－3x　　　　　 2x

依題意：

×100%＝15%

解得：x＝

故φ（H2）＝×100%＝63.75%

φ（N2）＝1－φ（H2）－φ（NH3）＝21.25%