Question

氨在國民經濟中占有重要的地位，2008年，我國氨產量接近5 000萬噸。下圖是合成氨的簡要流程。

(1)下表是空氣中部分氣體的沸點。將空氣液化后加熱分餾，依據下表數據判斷，最先氣化得到的氣體是_____________。

(2)天然氣、重油、煤都可以與水反應制得氫氣。下表是某合成氨廠采用不同原料的相對投資和能量消耗。

①依據上表信息，你認為采用____________為原料最好。
②請寫出甲烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應生成氫氣和一氧化碳的化學方程式：__________。
③已知C(s)、CO(g)和H₂ (g)完全燃燒的熱化學方程式分別為：
C(s)+O₂(g)=CO₂ (g) △H=-394 kJ.mol^-1;
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H=-566 kJ. mol^-1;
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) △H=-484 kJ.mol^-1.
試寫出由C與水蒸氣在高溫條件下反應生成氫氣與一氧化碳的熱化學方程式：_________________
(3)下表是在某種催化劑作用下用體積比為1:3的氮、氫混合氣反應達到平衡時的一些實驗數據。

①依據表中數據判斷，合成氨反應N₂+3H₂2NH₃的 △H____________0（填“>”“<”或“無法判斷”），請簡要說明理由______________。
②該反應的化學平衡常數表達式為：_________________，
③在300℃、10 MPa下，合成氨反應達到平衡時，混合氣體的體積是反應開始時的_____________倍。

Answer 1

(1)氦氣
(2)①天然氣 ；②CH₄+ H₂OCO+3H₂ ；③C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g) △H=131 kJ·mol^-1
(3)①< ；相同條件下，升高溫度，NH₃含量減小，平衡左移，逆反應吸熱，正反應放熱
②
③0. 658或