Question

下列是工業合成氨的簡要流程示意圖

請回答下列間題：
(1)H₂通常用碳氫化合物與水反應，寫出有關的反應方程式：____________________，從冷凝器回流到壓縮機中的X是_______。
(2)比較工業上合成氨和SO₂的催化氧化反應，其生產條件有哪些異同，并解釋原因：______________。
(3)將N₂、H₂按體積比1:3進入合成塔，從合成塔出來的混合氣中，氨的體積分數為15%，則H₂的體積分數為___________________。
(4)NH₃的用途之一是制造化肥，但在化肥的使用過程中要注意銨態氮肥不可以和草木灰混用，解釋其原因：__________________________。
(5)NH₃是一種重要的化工原料，除了制造化肥之外，再列舉出兩種NH₃的用途：__________________。

Answer 1

(1)CH₄+H₂O3H₂+CO(或CH₄+2H₂O4H₂+CO₂）；N₂與H₂
(2)相同點：兩個反應均采用了合適的催化劑和較高溫度(400～500℃)，因為催化劑和較高溫度均能加快反應速率，提高生產效率。
不同點：
①合成氨中采用了較大壓強而二氧化硫的催化氧化采用常壓。因為前者在常壓下原料的轉化化很低，后者在常壓下原料轉化率很高。
②合成氨中氮氣與氫氣循環利用，提高了原料氣的利用率。二氧化硫的催化氧化中使用過量空氣，提高了二氧化硫的轉化率
(3)63.75%
(4)由于NH₄⁺和CO₃^2-在水中分別存在水解平衡，NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺，CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+
OH^-，這兩種離子相互促進對方水解程度，使得NH₄⁺變成易分解揮發的NH₃·H₂O，使肥效降低
(5)作制冷劑，制硝酸，制炸藥，作燃料電池，用于聯合制堿等