Question

2．氮氣是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化肥等工業(yè)．工業(yè)常用PSA變壓吸附制氮氣，某學(xué)習(xí)小組查閱到相關(guān)制氮工藝流程（如圖1），并展開學(xué)習(xí)，請回答相關(guān)問題：
資料：
1．碳分子篩對不同氣體的吸附強度不同，如圖2所示；
2．氣壓越大，碳分子篩吸附能力越強，反之越弱；
3．碳分子篩可以再生，能重復(fù)使用．

（1）吸附塔中碳分子篩具有吸附性，這種性質(zhì)是物理（填“化學(xué)”、“物理”）性質(zhì)，根據(jù)工藝流程，資料1圖象中氣體②是N₂（填化學(xué)式）；
（2）根據(jù)資料，碳分子篩再生的方法是降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N₂吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離．
（3）相比分離液態(tài)空氣制氮氣，該工藝的優(yōu)點是無需將空氣液化，且碳分子篩可以重復(fù)使用，成本低廉；
（4）氮氣可作食品保護氣，是因為氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定（填“穩(wěn)定”、“活潑”）．充氣包裝是食品包裝的一種常用方式，這樣做的優(yōu)點是AB（填序號）．
A．隔絕空氣，延長食品保質(zhì)期      B．防止食品壓碎
（5）N₂用于制氮肥，N₂和H₂在500℃、200MPa及催化劑的條件下發(fā)生反應(yīng)，生成NH₃，反應(yīng)的符號表達式為N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;催化劑\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{500℃、200MPa}$2NH₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳的吸附性是將氣體吸附在表面考慮；根據(jù)等體積氣體相對分子質(zhì)量越大，壓強越大考慮；
（2）根據(jù)碳分子篩進入吸附塔后吹掃能將氮氣分離出來考慮；
（3）根據(jù)空氣不需液化和原料的利用率考慮；
（4）根據(jù)保護氣需要化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定考慮；
（5）根據(jù)氮氣和氫氣反應(yīng)生成氨氣考慮．

解答 解：（1）碳的吸附性是將氣體吸附在表面，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理性質(zhì)，等體積氣體相對分子質(zhì)量越大，壓強越大，氣壓越大，碳分子篩吸附能力越強，由圖示可知②的吸附能力最弱，所以氣體的相對分子質(zhì)量最小，所以資料1圖象中氣體②是氮氣；
（2）降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N₂吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離，所以碳分子篩可以重復(fù)使用；
（3）分離液態(tài)空氣制氮氣，需要將氮氣加壓降溫呈液態(tài)，該方法不需要將空氣降溫，碳分子篩可以重復(fù)使用，節(jié)約成本；
（4）保護氣需要化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，充氣包裝是食品包裝的一種常用方式，這樣做的優(yōu)點是：隔絕空氣，延長食品保質(zhì)期、防止食品壓碎；
（5）反應(yīng)物是氮氣和氫氣，生成物是氨氣，用觀察法配平，反應(yīng)的符號表達式為N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;催化劑\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{500℃、200MPa}$2NH₃．
故答案為：（1）物理；N₂；
（2）降低吸附塔中壓強（氣壓），利用N₂吹掃，使被吸附氣體和碳分子篩分離
（3）無需將空氣液化，且碳分子篩可以重復(fù)使用，成本低廉；
（4）穩(wěn)定；AB；
（5）N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;催化劑\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{500℃、200MPa}$2NH₃．

點評 解答本題關(guān)鍵是要根據(jù)題給信息來獲取有用信息，尤其是所給的資料，熟悉化學(xué)方程式的書寫方法．