Question

制取硝酸銨的流程圖如下：?

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：?

(1)合成氨的原料通常各來(lái)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(xiě)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_(kāi)_____________，平衡混合氣體中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)___________________________________。

(6)請(qǐng)你為硝酸廠的選址提出合理化建議。

 

Answer 1

【答案】

（1）N₂取自于空氣，H₂可來(lái)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(lái)源充足，廢物易于處理，地價(jià)較便宜等。

【解析】

試題分析：（1）氮?dú)庵饕獊?lái)自于空氣，而氫氣可以自于水煤氣等。

（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(lái)源充足，廢物易于處理，地價(jià)較便宜等。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡原理，并結(jié)合流程圖及化工生產(chǎn)的實(shí)際情況的有關(guān)判斷

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(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)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(wèn)題中獲取信息，幫助解題。