Question

四川有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：

请填写下列空白：

(1)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：_________．

(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气．请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：_________．

(3)当甲烷合成氨气的转化率为75％时，以5.60×10⁷ L甲烷为原料能够合成_________L氨气．(假设体积均在标准状况下测定)

(4)已知尿素的结构简式为，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：①_________；②_________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝2a kJ·mol－1 　　(2)增大氮气和氢气的浓度有利于加快反应速率；减小氨气的浓度，增大氮气和氢气的浓度均有利于平衡向生成氨气的方向移动 　　(3)1.12×108 　　(4)①　②NH4NCO 　　解析：(1)0.5 mol　CH4与0.5 mol水蒸气反应吸收a kJ热量，则1 mol　CH4与1 mol水蒸气反应吸收2a kJ热量，按照热化学方程式的书写原则即可写出该反应的热化学方程式． 　　(2)合成氨的反应3H2＋N22NH3是可逆反应，将生成的NH3及时分离和增加氮气和氢气的浓度有利于平衡向正反应方向移动，同时增大氮气和氢气的浓度能增加反应速率，提高单位时间内的产量． 　　(3)根据反应CH4＋H2OCO＋3H2，CO＋H2OCO2＋H2，3H2＋N22NH3，有如下关系CH4－4H2－NH3，n(NH3)＝n(CH4)＝×5.60×107 L×75％＝1.12×108 L． 　　(4)根据尿素的结构简式将一个－NH2中的－NH－移动可得到一种同分异构体：．再将得到的同分异构体中的－NH－上的H原子和上的H原子移到NH2上，这样根据各原子的成键原则即可得另一种同分异构体NH4NCO(无机物)．