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将N2和H2按一定比例混合,在相同状况下其密度是H2的3.6倍,取0.5 mol该混合气体通入密闭容器内,使之发生反应并在一定条件下达到平衡.已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.76倍,试求:
(1)反应前混合气体的平均相对分子质量为________,其中N2和H2的体积比等于________;
(2)达到平衡时混合气体中的氨的物质的量等于________;
(3)平衡时N2的转化率等于________.
某化工厂以甲烷为主要原料来制取合成甲醇及合成氨的原料,其主要反应为:
CH4(g)+H2(g)CO(g)+3H2(g)……①(反应中CH4转化率为1)
2CO4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)……②(反应中CH4转化率为1)
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……(反应中CO转化率为2/3)
合成工艺如下:
请回答下列问题(所有气体体积均折算为标准状况):
1.若只用反应器①来直接合成甲醇.当充入反应器①的甲烷和水蒸汽的体积分别为672 m3和2240 m3时,反应剩余物中CO为________mol、H2为________mol;
2.若CH4同时和H2O(g)及O2(g)反应,则am3CH4按上述两式完全反应,产物气体的体积V的范围为________.
3.若充入反应器①的甲烷和水蒸汽的体积分别为l体积和3体积,反应剩余物中:V(H2)∶V(N2)∶V(CO)=3∶1∶1.则充入反应器②的富氧空气(只含N2和H2)的体积为________;富氧空气中氧气体积分数为________.
4.若将25%的富氧空气、CH4和H2O(g)混合并充分反应,反应的产物中n(H2)/n(N2)=3∶1,来合成氨气,则反应中的H2O(g)和富氧空气的物质的量之比为________.
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