甲烷和氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位.
(1)制備合成氨原料氣H
2,可用甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法,主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下:
CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)△H=+206.2kJ/mol
CH
4(g)+2H
2O(g)?CO
2(g)+4H
2(g)△H=+165.0kJ/mol
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒,必須除去.工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO
2,同時又可制得等體積的氫氣的方法.此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
.
(2)工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH
3和CO
2為原料合成尿素[CO(NH
2)
2],反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
2NH
3 (g)+CO
2 (g)?CO(NH
2)
2 (l)+H
2O (l),該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如下:
T/℃ |
165 |
175 |
185 |
195 |
K |
111.9 |
74.1 |
50.6 |
34.8 |
①反應(yīng)熱△H(填“>”、“<”或“=”)
0.
②在一定溫度和壓強(qiáng)下,若原料氣中的NH
3和CO
2的物質(zhì)的量之比(氨碳比)
=x,圖1是氨碳比(x)與CO
2平衡轉(zhuǎn)化率(α)的關(guān)系.求圖中的B點(diǎn)處,NH
3的平衡轉(zhuǎn)化率.
(3)已知甲烷燃料電池的工作原理如圖2所示.該電池工作時,a口放出的物質(zhì)為
,該電池
正極的電極反應(yīng)式為:
,工作一段時間后,當(dāng)3.2g甲烷完全反應(yīng)生成CO
2時,有
mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.