Question

甲、乙、丙三個化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同，試完成下列問題：

                     

（1）用化學(xué)方程式表示甲、乙、丙三個工廠合成尿素的原料氣H₂和CO₂的生產(chǎn)過程。

①甲廠以焦炭、空氣和水為原料。

②乙廠以天然氣、空氣和水為原料。

③丙廠以石腦油（主要成分C₅H₁₂）、空氣和水為原料。

（2）按工業(yè)有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的原料氣H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比，若最接近合成尿素的原料氣NH₃（換算為H₂的物質(zhì)的量）和CO₂物質(zhì)的量之比，則對原料的利用率最高。據(jù)此判斷甲、乙、丙三個工廠哪個工廠對原料的利用率最高。

Answer 1

解析：綠色化學(xué)的最大特點在于它是在始端就采用預(yù)防實際污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放和零污染。通過化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取新物質(zhì)的過程中，就是要充分利用每種原料的原子具有“原子經(jīng)濟性”。只有這樣，才能做到既充分利用了資源，又實現(xiàn)了防止污染。

答案：

 

 

  

（2）由甲廠生產(chǎn)過程中的化學(xué)方程式可得如下關(guān)系式：

    C+2H₂O（g）====2H₂+CO₂，

    得n（H₂）∶n（CO₂）=2∶1。

    由乙廠生產(chǎn)過程中的化學(xué)方程式可得如下關(guān)系式：

    CH₄+2H₂O(g)4H₂+CO₂，

    得n（H₂）∶n（CO₂）=4∶1。

    由丙廠生產(chǎn)過程中的化學(xué)方程式可得如下關(guān)系式：

    C₅H₁₂（g）+10H₂O（g）16H₂+5CO₂

    得n（H₂）∶n（CO₂）=16∶5=3.3∶1

    由合成CO（NH₂）₂反應(yīng)方程式：

    2NH₃+CO₂====CO（NH₂）₂+H₂O

  

    故對照甲、乙、丙三廠原料氣H₂和CO₂物質(zhì)的量之比，只有丙廠原料氣n（H₂）∶n（CO₂）=3.3∶1，最接近3∶1，故丙廠對原料利用率最高。