Question

化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
（1）普钙是磷肥，它的有效成分是__________________（写化学式）。
（2）尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵（H₂NCOONH₄），再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为_________、___________。
（3）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃，已知由NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，则制HNO₃所用去NH₃的质量占耗用全部NH₃质量的__________%。
（4）合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：

从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作___________。合成氨的反应需在500℃进行，其主要原因是_________。

Answer 1

（8分）（1）Ca(H₂PO₄)₂·H₂O或Ca(H₂PO₄)₂（1分）
（2）2NH₃+CO₂H₂NCOONH₄（1分）、H₂NCOONH₄＝H₂NCONH₂+H₂O（1分）
（3）53.1%（2分）
（4）从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放；此温度下催化剂的活性最高

试题分析：（1）普钙的有效成分是磷酸二氢钙，其化学式为Ca(H₂PO₄)₂·H₂O或Ca(H₂PO₄)₂。
（2）氨气和二氧化碳在加压、加热条件下反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵脱水生成尿素和水，根据原子守恒可知，有关反应的化学方程式为2NH₃+CO₂H₂NCOONH₄、H₂NCOONH₄＝H₂NCONH₂+H₂O。
（3）根据氮原子守恒可知，NH₃～NO～HNO₃，则1mol氨气可得到硝酸的物质的量＝1mol×96%×92%＝0.8832mol。由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃可知，该反应消耗的氨气的物质的量为0.8832mol，氨气的质量之比等于物质的量之比，则制HNO₃所用去的NH₃的质量占总耗NH₃质量的百分数＝×100%＝53.1%。
（4）从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放；由于在500℃时催化剂的活性最高，所以合成氨的反应需在500℃进行。