30．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小、成本低等诸多特点,其过程大体如下：某工厂以标准状况下的含CH4 89.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程,生产尿素和硝酸铵.
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/16 09:31:29
30．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小、成本低等诸多特点,其过程大体如下：某工厂以标准状况下的含CH4 89.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程,生产尿素和硝酸铵.
30．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小、成本低等诸多特点,其过程大体如下：
某工厂以标准状况下的含CH4 89.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程,生产尿素和硝酸铵.
（1）写出由天然气、空气和水为原料,合成尿素和NH4NO3的化学反应方程式：
（2）合成氨生产过程中氨的产率为60%,假设其它各步反应均完全且不考虑副反应,求100 m3的天然气可生产尿素的质量.
（3）为使硝酸生产过程中不再补充空气,假设各步反应均完全且氨中氮元素全部转化为HNO3,空气中氧气的体积分数设为20%,求由氨气和空气组成的原料气中 (不包含被硝酸吸收的氨气)氨气与空气的体积比.
（4）实际生产中,若氨的产率为60%,硝酸的产率为80%,求100 m3的天然气最多可生产硝酸铵的质量.
(注：产率=×100%)
30．（1）CH4 +2H2O → CO2 +4H2、3H2 +N2 → 2NH3、2NH3 +CO2 → CO(NH2)2 +H2O ；
4NH3 +5O2 → 4NO + 6H2O、 2NO + O2 → 2NO2、3NO2 +2 H2O → 2HNO3 +NO、
NH3 + HNO3 → NH4NO3 （4分）
（2）CH4：=4000 mol
\x05CH4 4H2 8/3 NH3
合成氨的物质的量为：4000 mol ×8/3×60%=6400 mol (2分)
\x052NH3 CO(NH2)2
\x05生产尿素的质量为：
\x056400 mol×1/2×60 g/mol= 192000 g =192 kg (2分)
（3）氨中氮元素全部转化为HNO3 ,则5NH3 10 O2
\x05V(NH3 )∶V(空气)==5∶10/20%==1∶10 (4分)
（4）设用于生产硝酸的氨的物质的量为x
\x05 6400 mol－x = x×80% x=3555.6 mol
NH4NO3 的质量为 3555.6 mol×80%×80 g/mol = 227558.4 g ==227.6 kg (4分
第三个问题中,怎么看出NH3与氧气的体积比是5：10?
30．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小、成本低等诸多特点,其过程大体如下：某工厂以标准状况下的含CH4 89.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程,生产尿素和硝酸铵.
NH3 + 2O2 -----> HNO3 + H2O
1.2
5.10