Question

工业上有一种利用天然气合成氨的工艺，流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：

（1）天然气脱硫时的化学方程式是_____________________________；得到单质硫的化学方程式是________________________；

（2）为使K₂CO₃(aq)和CO₂充分反应温度与压强应当如何控制，为什么？_________________；

（3）流程中有三处循环，分别是_________________；

（4）碳酸氢钾分解得到的CO₂可用于_________________；

（5）一次转化后CO所占体积比是_________________；

（6）合成氨生产主要设备有_________________。

Answer

（1）3H2S+2Fe(OH)3═Fe2S3+6H2O 2Fe2S3+6H2O+3O2=4Fe(OH)3+6S

（2）低温高压，有利于增大二氧化碳的溶解

（3）氢氧化铁 碳酸钾 合成氨时未反应完的氮气和氢气

（4）制干冰，制碱

（5）22.5%

（6）压缩机、合成塔、热交换器、水冷器、氨冷器、氨分离器(填写其中三个即可)

【解析】

试题分析：（1）流程图中已给出反应物是H2S和Fe(OH)3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4没有参与反应，所以天然气脱硫时的化学方程式为3H2S+2Fe(OH)3═Fe2S3+6H2O，得到单质硫的化学方程式是2Fe2S3+6H2O+3O2=4Fe(OH)3+6S；

（2）因为气体的溶解度随温度升高而降低，为有篮球二氧化碳的溶解，促进K2CO3(aq)和CO2充分反应应控制低温高压；

（3）由工艺流程示意图可知整个流程有三个循环：一是K2CO3(aq)循环，二是N2和H2循环，第三个循环中被循环物质是Fe2O3•H2O循环；

（4）碳酸氢钾分解得到的CO2可用于制干冰、制碱、制饮料等；

（5）CH4的第一次转化过程中生成了CO和H2，方程式为：CH4+H2OCO+3H2，混合气体中CH4占10%，则CO所占体积比为(1-10%)×=22.5%；

（6）工业合成氨的主要设备有压缩机、合成塔、热交换器、水冷器、氨冷器、氨分离器。

考点：化学和工业生成相结合题型，涉及氧化还原反应、方程式的书写、电解原理。