Question

工業(yè)上合成氨的主要生產過程有：
（1）原料氣的制備、凈氣和壓縮。氮氣來源于________，氫氣來源于________，凈化原料氣的原因是__________________________________________________________。
（2）氨的合成。在________中進行，反應的最佳條件是_______________________________________________________________。
（3）氨的分離。如將N₂、H₂按體積比1∶3進入合成塔，從合成塔出來的混合氣中通常含體積分數(shù)為15%左右的氨氣，則出來的混合氣體中含H₂的體積分數(shù)為________，N₂的體積分數(shù)為________。

Answer 1

（1）空氣　水和碳氫化合物　防止催化劑中毒
（2）合成塔　壓強20～50 MPa，溫度400～500 ℃，鐵觸媒作催化劑
（3）63.75%　21.25%

（3）設起始N₂、H₂的體積分別為1、3，反應中轉化的N₂的體積為x，則
N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）
起始體積　1　　　3　　　　　　　　0
平衡體積　1－x　 3－3x　　　　　  2x
依題意：
×100%＝15%
解得：x＝
故φ（H₂）＝×100%＝63.75%
φ（N₂）＝1－φ（H₂）－φ（NH₃）＝21.25%