高校问答绅士漫画吧 wnacg.org:合成氨原料可以由天然气制造
来源：百度文库 编辑：高校问答 时间：2024/04/29 05:58:34
(1)1m3(标准状况)CH4按上式完全反应,产生H2 mol.
(2)CH4和O2的反应为:2CH4(g)+O2(g)→2CO(g)+4H2(g)
设CH4同时和H2O(g)及O2(g)反应1m3(标准状况)CH4按上述两式完全反应,产物气体的体积(标准状况)为 .
(3)CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高,不同富氧空气氧气含量不同)混合反应,产物气体组成如下表:
气体
CO
H2
N2
O2
体积(L)
25
60
15
2.5
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V(O2)/V(N2).
(4)若CH4和H2O(g)及富氧空气混合反应的产物中,V(H2)/V(N2)=3:1(合成氨反应的最佳比),则反应中的H2O(g)和富氧空气的体积比为何值
解析：(1)设1 m3 CH4完全反应可产生H2、CO的物质的量分别为x、y，则
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
1 mol 1 mol 3 mol
y x
。
(2)由反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)知，1 m3标况下的CH4,产生气体的体积为4 m3；而1 m3 CH4在标况下按反应2CH4(g)+O2(g) 2CO(g)+4H2(g)进行时产生气体的体积为3 m3,故1 m3 CH4同时按上述两种反应进行时产生气体的体积应介于3 m3与4 m3之间。
(3)设参加反应的H2O的体积为x,O2的体积为y，由：
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
1 1 3
X V(CO) V(H2)
V(CO)=x V(H2)=3x
又2CH4(g)+O2(g) 2CO(g)+4H2(g)
1 2 4
y V′(CO) V′(H2)
V′(CO)=y V′(H2)=4y
则
所以。
(4)设富氧空气中O2的体积分数为a,反应用去的H2O(g)与富氧空气的体积分别为x、y，则
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
x 3x
2CH4(g)+O2(g) 2CO(g)+4H2(g)
y·a 4ay
所以有
答案：(1)133.9 (2)3 m3＜V＜4 m3 (3)V(O2)/V(N2)= (4)V［H2O(g)］∶V(空气)=1-a