Question

19．合成氨原料氣由CH₄在高溫下與水蒸氣、空氣反應(yīng)而得．反應(yīng)原理如下：
CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂        2CH₄+O₂+2H₂O→2CO₂+6H₂
將反應(yīng)后的混合氣中CO₂、H₂O （g）通過吸收和干燥除去后，只含N₂和H₂．為使進(jìn)入合成氨反應(yīng)塔兩者體積比為1：3．計算起始?xì)怏w中CH₄和空氣的比例．（已知空氣中O₂和N₂的體積比為1：4）

Answer 1

分析 N₂和H₂進(jìn)入合成氨反應(yīng)塔兩者體積比為1：3，可以設(shè)氮氣的體積為4x，而氫氣的體積為12x，則氧氣的體積為x，根據(jù)方程式2CH₄+O₂+2H₂O→2CO₂+6H₂，x體積的氧氣生成6x體積的氫氣，消耗2x體積的CH₄，另外6x體積的氫氣由CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂，消耗CH₄為：$\frac{3}{2}$體積，由此分析解答．

解答 解：N₂和H₂進(jìn)入合成氨反應(yīng)塔兩者體積比為1：3，可以設(shè)氮氣的體積為4x，而氫氣的體積為12x，則氧氣的體積為x，根據(jù)方程式2CH₄+O₂+2H₂O→2CO₂+6H₂，x體積的氧氣生成6x體積的氫氣，消耗2x體積的CH₄，另外6x體積的氫氣由CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂，消耗CH₄為：$\frac{3}{2}$x體積，起始?xì)怏w中CH₄和空氣的比例為：（2x+$\frac{3}{2}$x）：5x=7：10，
答：起始?xì)怏w中CH₄和空氣的比例為7：10．

點評 本題側(cè)重考查學(xué)生的分析思維能力與解題方法技巧，本題題目難度中等．