Question

（12分）利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下：

  

依據上述流程，完成下列填空：

（1）天然氣脫硫時的化學方程式是_______________________。

（2）K₂CO₃（aq）和CO₂反應在加壓下進行，加壓的理論依據是____________（多選扣分）。

（a）相似相溶原理  （b）勒沙特列原理  （c）酸堿中和原理

（3）由KHCO₃分解得到的CO₂可以用于_______________________（寫出CO₂的一種重要用途）。

（4）整個流程有三處循環(huán)，一是Fe（OH）₃循環(huán)，二是K₂CO₃（aq）循環(huán)，請在下圖中標出上述流程圖第三處循環(huán)（循環(huán)方向、循環(huán)物質）。

（5）在一定溫度和壓強的密閉合成反應器中， H₂和N₂混合氣體平均相對分子質量為8.5，當該反應達到平衡時，測出平衡混合氣的平均式量為10，請計算此時H₂的轉化率（寫出計算過程）：

Answer 1

（1）3H₂S＋2Fe（OH）₃Fe₂S₃+6H₂O（2分）    

（2）b（2分）

（3）生產純堿［或作制冷劑等，其它合理答案也給分］（2分）

（4）（2分）

（5）設充入氣體總量為1mol，氮氣為x，則氫氣為（1-x）。

則有： 28x+2(1-x)=8.5解得：N₂：x=0.25mol  H₂：1mol-0.25mol=0.75mol

又設平衡時N₂轉化y，則：

          N₂   +      3H₂       2NH₃

  起始   0.25mol    0.75mol        0

  變化    y             3y               2y

  平衡  (0.25-y)mol  (0.75-3y)mol    2ymol   

則有：   解得：y=0.075mol 

   則氫氣的轉化率為：（其它合理解法參照給分）（4分）