Question

我國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)：

填寫下列空白：
(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸氣在t ℃，p k Pa時，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)的熱化學方程式是       。
(2)上述流程中，工業(yè)上分離H₂ 、CO₂合理的方法是        。
A混合氣先通入氫氧化鈉溶液，再在溶液中加鹽酸
B混合氣加壓冷卻，使CO₂液化
C混合氣用氨水洗滌
D混合氣先通入到石灰漿，然后高溫煅燒固體，
(3)為了保證氨氣順利合成，在空氣進入合成塔之前必須對空氣進行      ，目的是____________________；在合成氨的實際生產(chǎn)過程中，常采取將生成的氨從混合氣體中分離出來，分離出氨的方法         。                        
(4)合理地利用資源不僅可以提高經(jīng)濟效益，而且也是對社會、對全人類負責的表現(xiàn)，闡述圖中的兩處可以合理利用資源情況                。

Answer 1

(1)CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)△H="+2a" kJ/mol 
(2)B C
(3)凈化；防止空氣中某些雜質(zhì)使催化劑中毒；液化氨(或分離液態(tài)氨)
(4)分離氨后的剩余氣體可以循環(huán)利用，分離出的二氧化碳氣體可用來合成尿素

(1)0.5mol甲烷和0.5mol水蒸氣完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣)，吸收了a kJ熱量，則反應(yīng)物各1mol完全反應(yīng)吸收2aKJ熱量，熱化學方程式是CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)△H="+2a" kJ/mol。
(2)混合氣先通入氫氧化鈉溶液，再在溶液中加鹽酸，生成的二氧化碳中混有HCl，A錯；利用二者的沸點不同分離，混合氣加壓冷卻，使CO₂液化，從而分離，B正確；用氨水吸收二氧化碳，剩下的是氫氣，C正確；混合氣先通入到石灰漿，然后高溫煅燒固體，操作比較復雜，不容易實現(xiàn)，D錯；選BC。
(3)空氣中的某些物質(zhì)能是催化劑中毒，所以在空氣進入合成塔之前必須對空氣進行凈化；實際生產(chǎn)過程中，常采用液化氨氣，使氨氣分離出來，促進平衡正移，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
(4)合成氨的轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)物中有較多的原料氣，循環(huán)使用；分離出的二氧化碳可以用來制備尿素。