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    精英家教网某工厂以天然气、水蒸气和空气为原料和能源合成氨的流程如图．该流程中外热式一级烃转化器系指以CH4为燃料在烃气转化器外面加热使之维持800℃高温的工业装置．内热式一级烃气转 化器系指以H2在装置内燃烧为能量维护一 级烃气转化器所生成的CO与H20（g）反应 生成C02和H2所需1000℃高温的装置．
    在编号为i-v的反应器中发生如下反应：
    A．CH4+202=CO2+2H20
    B．CH4+H20（g）=CO+3H2
    C．2CH4+3H20（g）=CO+CO2+7H2    
    D．K2C03+C02+H20=2KHC03
    E．C0+H20（g）?CO2+H2△H＜0       
    F．2H2+O2=2H20
    （1）反应A发牛在编号为
     
    的反应器中，它的作用是
     

    （2）反应F发生在编号为
     
    的反应器中．
    （3）反应D的作用是
     

    （4）属于制备合成氨原料气的反应有
     
    （填化学方程式编号）．
    （5）为什么转化反应要分两步，第一步在400℃时进行，第二步在200℃时进行？
     
    ．
    分析：（1）根据题干：外热式一级烃转化器系指以CH4为燃料在烃气转化器外面加热使之维持800℃高温，据此解答；
    （2）H2在装置内燃烧为能量维护一 级烃气转化器所生成的CO与H20（g）反应 生成C02和H2所需1000℃高温，结合流程图解答；
    （3）利用碳酸氢钾溶液吸收混合气体中的二氧化碳；
    （4）合成氨原料气体为氢气和氮气据此解答；
    （5）C0+H20（g）?CO2+H2△H＜0，该反应为放热反应，为提高效益应兼顾反应速率和反应限度，据此解答．
    解答：解：（1）甲烷在装置ⅰ中燃烧放出热量，为反应C提供热量，故答案为：ⅰ；该反应放出的热量使反应C在800℃下进行；
    （2）氢气在ⅱ中燃烧为CO与H20（g）反应生成C02和H2，为放热反应，提供能量，故答案为：ⅱ；
    （3）利用碳酸氢钾溶液吸收混合气体中的二氧化碳，故答案为：吸收混合气体中的二氧化碳；
    （4）BCE三个反应中生成的氢气为合成氨的原料，故答案为：BCE；
    （5）E反应是一个放热的反应，从反应限度角度考虑：因该反应是放热反应，故在200℃时有利于提高CO的转化率；从速率角度考虑：400℃时能加快反应E的速率，缩短达到平衡所需要的时间，所以转化反应要分两步，第一步在400℃时进行，第二步在200℃时进行，
    故答案为：400℃时能加快反应E的速率，缩短达到平衡所需要的时间；又因该反应是放热反应，故在200℃时有利于提高CO的转化率．
    点评：本题考查了以天然气、水蒸气和空气为原料和能源合成氨的流程，题目难度较大，注意从题干中提取隐含的信息是解题的关键．
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    四川有丰富的天然气资源．某化工厂以天然气为原料合成氨的工艺流程示意图如下：
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    依据上述流程，完成下列填空：
    （1）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的物质是
     

    （2）脱硫过程中，若有nmol Fe2O3?H2O转化，则生成S的物质的量为
     
    mol（用含n的代数式表示）．
    （3）图中CH4的第二次转化过程中发生反应的化学方程式为
     
    ．
    （4）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气．请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取这些措施的理由：
     

    （5）改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢，以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫，其电解总反应方程式（忽略氧气的氧化还原）为
     

    （6）若工业生产中以a g氨气和足量的空气为原料（不考虑空气中N2的反应）最大限度的制取NH4NO3，经过一系列转化后，再向反应后的混合物中加入bg水，得到密度为d g/mL的NH4NO3溶液，理论上该溶液中溶质的物质的量浓度可能的最大值为
     
    mol/L．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多特点，其过程大体如下：

    某工厂以标准状况下的含CH4 89.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程，生产尿素和硝酸铵。

    （1）合成氨生产过程中氨的产率为60%，假设其他各步反应均完全且不考虑副反应，求100 m3的天然气可生产尿素的质量为多少千克？

    （2）为使硝酸生产过程中不再补充空气，假设各步反应均完全且氨中氮元素全部转化为HNO3，空气中氧气的体积分数设为20%，求由氨气和空气组成的原料气中（不包含被硝酸吸收的氨气）氨气与空气的体积比。

    （3）实际生产中，若氨的产率为60%，硝酸的产率为80%，求100 m3的天然气最多可生产硝酸铵的质量为多少千克？

    （注：产率=×100%）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    25．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多特点，其过程大体如下：

        某工厂以标准状况下的含CH4 89.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程，生产尿素和硝酸铵。

    ⑴ 合成氨生产过程中氨的产率为60%，假设其它各步反应均完全且不考虑副反应，求100 m3的天然气可生产尿素的质量。

    ⑵ 为使硝酸生产过程中不再补充空气，假设各步反应均完全且氨中氮元素全部转化为HNO3，空气中氧气的体积分数设为20%，求由氨气和空气组成的原料气中 (不包含被硝酸吸收的氨气)氨气与空气的体积比。

    ⑶ 实际生产中，若氨的产率为60%，硝酸的产率为80%，求100 m3的天然气最多可生产硝酸铵的质量。

    (注：产率=×100%)

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    科目：高中化学 来源：2013-2014学年湖北省荆门市高三元月调考理综化学试卷（解析版） 题型：填空题

    某工厂以天然气、水蒸气和空气为原料和能源合成氨的流程如右图：

    该流程中外热式一级烃转化器系指以 CH4为燃料在烃气转化器外面加热使之维持 8000C高温的工业装置。内热式一级烃气转化器系指以H2在装置内燃烧为能量维护一级烃气转化器所生成的CO与H2O(g)反应生成CO2和H2所需10000C高温的装置。在编号为i－v的反应器中发生如下反应：

    A．CH4+2O2 ＝CO2 +2H2OB．CH4+H2O(g)＝CO +3H2

    C．2CH4+3H2O(g)＝CO + CO2 +7H2??? ?? D．K2CO3+CO2 +H2O＝2KHCO3

    E．CO+ H2O(g)CO2 + H2 ΔH＜0 ??? F．2H2 +O2＝2H2O

    （1）反应A发生在编号为______的反应器中，它的作用是_______________________________。

    （2）反应F发生在编号为____________的反应器中。

    （3）反应D的作用是____________。

    （4）属于制备合成氨原料气的反应有______(填化学方程式编号）。

    （5）为什么转化反应要分两步——第一步在4000C时进行,第二步在200 0C时进行？

    ________________________________________________________________________________。

     

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