问题 问答题

甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素的原料不同,但生产流程相同。
原料→(CO、H2)→(CO2、NH3)→CO(NH2)2
试回答下列问题:
(1)用化学方程式表示甲、乙、丙三个化肥厂合成尿素的原料气的生产过程。
①甲厂以焦炭、空气和水为原料;
②乙厂以天然气、空气和水为原料;
③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)、空气和水为原料。
(2)按照工业有关规定,利用基本原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算为H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则原料的利用率最高,据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?

答案

参考答案:

(1)甲厂:

丙厂:

(2)甲厂生产过程中的化学方程式存在如下关系式:

:n(H2)=1:2;乙厂生产过程中的化学方程式存在如下关系式:

,n(CO2):n(H2)=1:4;丙厂生产过程中的化学方程式存在如下关系式:

5CO2+16H2,n(CO2):n(H2)=5:16=1:3.2。

由合成尿素的化学方程式:,则n(CO2):n(H2)=1:3,在化学反应中,若按化学方程式中各物质的化学计量数比投料,原料利用率最高。对照三个工厂原料气中CO2和H2的物质的量之比,只有丙厂原料气中二氧化碳和氢气物质的量之比接近1:3,所以丙厂的原料利用率最高,符合经济学原理。

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