Question

【化學(xué)-化學(xué)與技術(shù)】
化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要作用．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、鉀肥．
（1）普鈣是磷肥，它的有效成分是

 

（寫(xiě)化學(xué)式）．
（2）尿素是一種含氮量較高的氮肥，工業(yè)生產(chǎn)尿素是將氨氣與二氧化碳在加壓、加熱的條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄），再使氨基甲酸銨脫水得到尿素．反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

、

 

．
（3）某化肥廠用NH₃制備NH₄NO₃，已知由NH₃制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO₃的產(chǎn)率是92%，則制HNO₃所用云NH₃的質(zhì)量占耗用全部NH₃質(zhì)量的

 

%．
（4）合成氨氣是生產(chǎn)氮肥的重要環(huán)節(jié)．合成氨生產(chǎn)簡(jiǎn)易流程示意圖如下：

從示意圖可知其存在循環(huán)操作．簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么在化工生產(chǎn)中經(jīng)常采用循環(huán)操作

 

．合成氨的反應(yīng)需在500℃進(jìn)行，其主要原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）普鈣的有效成分是磷酸二氫鈣；
（2）氨氣和二氧化碳在加壓、加熱條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水；
（3）據(jù)NH₃制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO₃的產(chǎn)率是92%，利用氮原子守恒來(lái)計(jì)算硝酸的量，再由HNO₃跟NH₃反應(yīng)生成NH₄NO₃來(lái)計(jì)算氨氣的量，最后計(jì)算制HNO₃所用去的NH₃的質(zhì)量占總耗NH₃質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)；
（4）從反應(yīng)特點(diǎn)、能源利用和經(jīng)濟(jì)方面、工藝流程、環(huán)保角度進(jìn)行分析，催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性最高．

解答：解：（1）普鈣的有效成分是磷酸二氫鈣，其化學(xué)式為：Ca（H₂PO₄）₂，Ca（H₂PO₄）₂；
（2）氨氣和二氧化碳在加壓、加熱條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水，其反應(yīng)方程式為：2NH₃+CO₂

加熱加壓  .

H₂NCOONH₄，H₂NCOONH₄=H₂NCONH₂+H₂O，
故答案為：2NH₃+CO₂

加熱加壓  .

H₂NCOONH₄，H₂NCOONH₄=H₂NCONH₂+H₂O；
（3）根據(jù)氮原子守恒可知，
NH₃～NO～HNO₃，
則1mol氨氣可得到硝酸1mol×96%×92%=0.8832mol，
由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃，
則該反應(yīng)消耗的氨氣的物質(zhì)的量為0.8832mol，
氨氣的質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比，
則制HNO₃所用去的NH₃的質(zhì)量占總耗NH₃質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)=

1mol

1mol+0.8832mol

×100%=53.1%，
故答案為：53.1；
（4）從反應(yīng)特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，許多化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低；從能源利用及經(jīng)濟(jì)方法來(lái)說(shuō)，循環(huán)操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝流程來(lái)說(shuō)，循環(huán)操作有利于連續(xù)化生產(chǎn)、減少工序；從環(huán)保角度來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)全封閉生產(chǎn)，控制廢棄物的排放；在500℃時(shí)催化劑的活性最大，
故答案為：從反應(yīng)特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，許多化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率低；從能源利用及經(jīng)濟(jì)方法來(lái)說(shuō)，循環(huán)操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝流程來(lái)說(shuō)，循環(huán)操作有利于連續(xù)化生產(chǎn)、減少工序；從環(huán)保角度來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)全封閉生產(chǎn)，控制廢棄物的排放；在500℃時(shí)催化劑的活性最大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、化工生產(chǎn)等知識(shí)點(diǎn)，注意（3）中原子守恒的運(yùn)用，難度不大．