Question

四川有豐富的天然氣資源，以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)：

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸氣在t ℃、p kPa時(shí)，完全反應(yīng)生成一氧

化碳和氫氣(合成氣)，吸收了a kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：

________________________________________________________________。

(2)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣

體中及時(shí)分離出來，并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋�環(huán)利用，同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)?/p>

和氫氣。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說明采取該措施的理由：

________________________________________________________________。

(3)當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí)，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成

________L氨氣。(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)

(4)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為，請(qǐng)寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素

的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：

①_______________________________________________________________；

②_______________________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)0.5 mol CH₄完全反應(yīng)吸收a kJ熱量，則1 mol CH₄完全反應(yīng)吸收2a kJ熱量，熱化學(xué)方程式為CH₄(g)＋H₂O(g)===CO(g)＋3H₂(g)　ΔH＝＋2a kJ·mol^－1。

(2)采用循環(huán)操作有利于增大反應(yīng)物濃度，增大反應(yīng)速率，提高轉(zhuǎn)化率；減少NH₃濃度有利于平衡正向移動(dòng)。

(3)由反應(yīng)化學(xué)方程式可求轉(zhuǎn)化關(guān)系1CH₄～3H₂～2NH₃，V(NH₃)＝5.60×10⁷ L×75%×2＝8.4×10⁷ L。

 (4)可先寫出結(jié)構(gòu)，再與其余基團(tuán)連接。可寫出異構(gòu)體

和NH₄N＝C＝O的結(jié)構(gòu)簡式。

答案　(1)CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g) ΔH＝＋2a kJ·mol^－1

(2)增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛扔欣�于增大反�?yīng)速率；減小氨氣的濃度、增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛染�有利于平衡向正反�?yīng)方向移動(dòng)

(3)8.4×10⁷

(4)①�、贜H₄N＝C＝O