题目

题型：不详难度：来源：

氮气是一种重要的工业原料，广泛应用于化肥等工业．工业常用PSA变压吸附制氮气，某学习小组查阅到相关制氮气工艺流程（如图1），并展开学习，请回答相关问题：
【资料】：1、碳分子筛对不同气体的吸附强度不同，如图所示；
2、气压越大，碳分子筛吸附能力越强，反之越弱；
3、碳分子筛可以再生，能重复使用．

（1）吸附塔中碳分子筛具有吸附性，这种性质是______（填“化学”、“物理”）性质，根据工艺流程，资料1图象中气体②是______（填化学式）；
（2）根据资料，碳分子筛再生的方法是______．
（3）相比分离液态空气制氮气，该工艺的优点是______；
（4）氮气可作食品保护气，是因为氮气化学性质______（填“稳定”、“活泼”）．N₂和H₂在500℃、200MPa及催化剂的条件下发生反应，生成NH₃，反应的化学方程式为______，反应中，N₂和H₂的质量比为______．

答案

（1）碳的吸附性是将气体吸附在表面，没有新物质生成，属于物理性质，等体积气体相对分子质量越大，压强越大，气压越大，碳分子筛吸附能力越强，由图示可知②的吸附能力最弱，所以气体的相对分子质量最小，所以资料1图象中气体②是氮气；
（2）降低吸附塔中压强（气压），利用N₂吹扫，使被吸附气体和碳分子筛分离，所以碳分子筛可以重复使用；
（3）分离液态空气制氮气，需要将氮气加压降温呈液态，该方法不需要将空气降温，碳分子筛可以重复使用，节约成本；
（4）保护气需要化学性质稳定，反应物是氮气和氢气，生成物是氨气，用观察法配平，N₂和H₂的质量比为14×2：3×2=14：3．
故答案为：（1）物理；N₂；（2）降低吸附塔中压强（气压），利用N₂吹扫，使被吸附气体和碳分子筛分离；（必须写出关键词“降低压强”）；（3）无需将空气液化，且碳分子筛可以重复使用，成本低廉；（4）稳定；N₂+3H₂

催化剂 .

500℃、200MPa

2NH₃；14：3．