Question

【化學-化學與技術】
化學肥料在農業生產中有重要作用．農業生產中，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

 

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

 

、

 

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

 

%．
（4）合成氨氣是生產氮肥的重要環節．合成氨生產簡易流程示意圖如下：

從示意圖可知其存在循環操作．簡要說明為什么在化工生產中經常采用循環操作

 

．合成氨的反應需在500℃進行，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、加熱條件下反應生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水；
（3）據NH₃制NO的產率是96%、NO制HNO₃的產率是92%，利用氮原子守恒來計算硝酸的量，再由HNO₃跟NH₃反應生成NH₄NO₃來計算氨氣的量，最后計算制HNO₃所用去的NH₃的質量占總耗NH₃質量的百分數；
（4）從反應特點、能源利用和經濟方面、工藝流程、環保角度進行分析，催化劑在一定溫度范圍內活性最高．

解答：解：（1）普鈣的有效成分是磷酸二氫鈣，其化學式為：Ca（H₂PO₄）₂，Ca（H₂PO₄）₂；
（2）氨氣和二氧化碳在加壓、加熱條件下反應生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水，其反應方程式為：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，
則該反應消耗的氨氣的物質的量為0.8832mol，
氨氣的質量之比等于物質的量之比，
則制HNO₃所用去的NH₃的質量占總耗NH₃質量的百分數=

1mol

1mol+0.8832mol

×100%=53.1%，
故答案為：53.1；
（4）從反應特點來說，許多化學反應是可逆反應，轉化率低；從能源利用及經濟方法來說，循環操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝流程來說，循環操作有利于連續化生產、減少工序；從環保角度來說，實現全封閉生產，控制廢棄物的排放；在500℃時催化劑的活性最大，
故答案為：從反應特點來說，許多化學反應是可逆反應，轉化率低；從能源利用及經濟方法來說，循環操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝流程來說，循環操作有利于連續化生產、減少工序；從環保角度來說，實現全封閉生產，控制廢棄物的排放；在500℃時催化劑的活性最大．

點評：本題考查化學反應方程式的書寫、化工生產等知識點，注意（3）中原子守恒的運用，難度不大．