Question

四川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（圖中某些轉化步驟及生成物未列出）：

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（1）已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸汽在t ℃、p kPa時，完全反應生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kJ熱量，該反應的熱化學方程式是：                。

（2）在合成氨的實際生產(chǎn)過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時分離出來，并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用，同時補充氮氣和氫氣，請運用化學反應速率和化學平衡的觀點說明采取該措施的理由：                。

（3）當甲烷合成氨氣的轉化率為75%時，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成：      L氨氣。（假設體積均在標準狀況下測定）

（4）已知尿素的結構簡式為請寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構體的結構簡式：

Answer 1

【答案】

（1）CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）；ΔH=2a kJ/mol

（2）增大氮氣和氫氣的濃度有利于增大反應速率；減小氨氣的濃度，增大氮氣和氫氣的濃度均有利于平衡向正反應方向移動

（3）1.12×10⁸

（4）①    ②NH₄N=C=O

【解析】根據(jù)合成路線圖有如下反應：CH₄+H₂O=CO+3H₂；CO+H₂O=CO₂+H₂；N₂+3H₂  2NH₃，整理得到關系：CH₄～4H₂～NH₃。所以能合成氨氣：。