Question

12．氨在工業(yè)上有很多重要應用，合成氨的流程示意圖如下：

回答下列問題：
（1）設備A中含有電加熱器、觸煤和熱交換器，設備A的名稱合成塔，其中發(fā)生的化學反應方程式為N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；原料氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學反應方程式：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂、CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；
（2）設備B的名稱冷凝器，其中m和n是兩個通水口，入水口是n（填“m”或“n”）．不宜從相反方向通水的原因高溫氣體從冷凝塔上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷凝效果更好；
（3）設備C的作用是將液氨和未反應的原料氣體分離．

Answer 1

分析 （1）氮氣和氫氣在合成塔內發(fā)生化合反應生成氨氣；利用碳或甲烷和水蒸氣在高溫下反應生成氫氣和一氧化碳；
（2）從A中出來的混合氣體進入冷卻塔冷凝，為了達到最佳冷凝效果，高溫氣體從冷凝塔上端進入，冷卻水從下端進入；
（3）C是分離塔，在分離塔內將液氨和未反應的原料氣體分離，原料可循環(huán)利用．

解答 解：（1）氮氣和氫氣在合成塔內發(fā)生化合反應生成氨氣方程式為：N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；碳和水蒸氣反應方程式：C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CO+H₂；甲烷和水蒸氣反應方程式：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，
故答案為：合成塔；N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CO+H₂、CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；
（2）混合氣體進入冷卻塔冷凝，冷凝水從下口n進入，從上口m排出，這樣通過逆向通水，冷凝效果會更好，
故答案為：冷凝器；n；高溫氣體從冷凝塔上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷凝效果更好；
（3）C是分離塔，在分離塔內將液氨和未反應的原料氣體分離，然后循環(huán)利用，提高了原料的利用率，
故答案為：將液氨和未反應的原料氣體分離．

點評 本題考查了工業(yè)合成氨的流程，題目難度中等，明確合成原理為解答關鍵，注意掌握工業(yè)合成氨的流程及裝置名稱，要求學生能夠正確書寫常見反應的化學方程式．