Question

(08閔行區模擬)合成氨的原料氣N₂和H₂通常是以焦炭、水和空氣為原料來制取的。其主要反應是（假設所有反應完全進行）：

      ① 2C + O₂ → 2CO

             ② C + H₂O(g) → CO + H₂

             ③ CO + H₂O(g) → CO₂ + H₂     

 

（1）1 kg焦炭按上述反應最多能產生__________m³ H₂（標準狀況）。

（2）合成氨原料氣中的N₂是通過反應①除去空氣中的氧氣所得。現將焦炭、H₂O(g)和空氣（設空氣中N₂和O₂的體積比為4∶1，下同）混合反應，產物氣體的組成如下表：

 

氣體	CO	N2	CO2	H2	O2
體積（m3） （標準狀況）	21	16	35	60	0.1

 

①       計算參加反應的H₂O(g)和空氣的體積比V(H₂O)/V(空氣)

② 計算生成上表所列氣體時，消耗了___________ kg焦炭。

 

（3）合成氨廠常用氨和二氧化碳反應生產尿素：2NH₃ + CO₂ → CO(NH₂)₂ + H₂O

 當焦炭、H₂O(g)和空氣混合反應后的產物混合氣體中：

V(CO₂)∶V(N₂)∶V(H₂) = _______________時，原料的利用率最高；

假設上述混合氣中CO的體積分數為10%（O₂忽略不計）。則生產中投入的原料的物質的量之比是：  n(C)∶n(H₂O)∶n(空氣) = _______________（填最簡整數比）。

Answer 1

答案:

 （1）3.73   （2分）   （2）① 3∶1 （2分）    ②30（2分）  

 （3）1∶1∶3（2分）    56∶108∶45（2分）