Question

制取硝酸銨的流程圖如下：?

請(qǐng)回答下列問題：?
(1)合成氨的原料通常各來自何處？?
(2)已知N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），Q＞0。請(qǐng)解釋：
①什么是可逆反應(yīng)??
②為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取哪些措施？?
(3)寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式。鉑—銠合金網(wǎng)有何作用？為什么鉑銠合金網(wǎng)未預(yù)熱也會(huì)發(fā)熱？?
(4)舉出硝酸銨的兩種主要用途。解釋為什么該用途對(duì)現(xiàn)代社會(huì)非常重要？?
(5)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中，將平均式量為8.5的H₂和N₂混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)出平衡混合氣的平均式量為10，此時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為______________，平衡混合氣體中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為____________________________________。
(6)請(qǐng)你為硝酸廠的選址提出合理化建議。

Answer 1

（1）N₂取自于空氣，H₂可來自于水煤氣；?
（2）①略；②可采取增壓、適當(dāng)溫度和使用鐵觸媒等措施；?
（3）4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，Pt－Rh合金網(wǎng)起催化作用；因?yàn)榘钡拇呋�氧化反�?yīng)是放熱反應(yīng)，保證Pt－Rt合金網(wǎng)達(dá)到一定溫度而不必預(yù)熱；?
（4）NH₄NO₃可作化肥和炸藥。前者可促使植物生長(zhǎng)，增加農(nóng)作物產(chǎn)量；后者可用于軍事、建設(shè)上制造炸藥，故該物質(zhì)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展與和平作用重大；?
（5）30%  17.6%?
（6）廠址的選擇應(yīng)具備以下有利條件：原料和產(chǎn)品運(yùn)輸方便，生產(chǎn)動(dòng)力來源充足，廢物易于處理，地價(jià)較便宜等。

試題分析：（1）氮?dú)庵饕獊碜杂诳諝�，而氫氣可以自于水煤氣等�?br />（2）①在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。②根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，該反應(yīng)是體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)。所以為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施可以是采取增壓、適當(dāng)溫度和使用鐵觸媒等措施。
（3）氨氣催化氧化的方程式是4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O，其中Pt－Rh合金網(wǎng)起催化作用；因?yàn)榘钡拇呋�氧化反�?yīng)是放熱反應(yīng)，能保證Pt－Rt合金網(wǎng)達(dá)到一定溫度而不必預(yù)熱。
（4）NH₄NO₃可作化肥和炸藥。前者可促使植物生長(zhǎng)，增加農(nóng)作物產(chǎn)量；后者可用于軍事、建設(shè)上制造炸藥，故該物質(zhì)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展與和平作用重大。
（5）氮?dú)夂蜌錃獾钠骄�相�?duì)分子質(zhì)量是8.5，所以二者的物質(zhì)的量之比是。設(shè)反應(yīng)前氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量分別是1mol和3mol。則
N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
起始量（mol）  1       3           0
轉(zhuǎn)化量（mol）  x       3x          2x
平衡量（mol）1－x    3－3x         2x
所以有
解得x＝0.3
因此氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率是30%
平衡混合氣體中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為
（6）廠址的選擇應(yīng)具備以下有利條件：原料和產(chǎn)品運(yùn)輸方便，生產(chǎn)動(dòng)力來源充足，廢物易于處理，地價(jià)較便宜等。
點(diǎn)評(píng)：本題是高考中典型的工藝流程題，試題綜合性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的要求高。本題主要是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。解此類型題目的基本步驟是：①?gòu)念}干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。 ②分析流程中的每一步驟，從幾個(gè)方面了解流程：A.反應(yīng)物是什么；B.發(fā)生了什么反應(yīng)；C.該反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。③從問題中獲取信息，幫助解題。