Question

【化学-化学与技术】
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所用云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

解：（1）普钙的有效成分是磷酸二氢钙，其化学式为：Ca（H₂PO₄）₂，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，其反应方程式为：2NH₃+CO₂H₂NCOONH₄，H₂NCOONH₄=H₂NCONH₂+H₂O，
故答案为：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1mol×96%×92%=0.8832mol，
由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃，
则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%，
故答案为：53.1；
（4）从反应特点来说，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从能源利用及经济方法来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺流程来说，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；在500℃时催化剂的活性最大，
故答案为：从反应特点来说，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从能源利用及经济方法来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺流程来说，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；在500℃时催化剂的活性最大．
分析：（1）普钙的有效成分是磷酸二氢钙；
（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；
（3）据NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，利用氮原子守恒来计算硝酸的量，再由HNO₃跟NH₃反应生成NH₄NO₃来计算氨气的量，最后计算制HNO₃所用去的NH₃的质量占总耗NH₃质量的百分数；
（4）从反应特点、能源利用和经济方面、工艺流程、环保角度进行分析，催化剂在一定温度范围内活性最高．
点评：本题考查化学反应方程式的书写、化工生产等知识点，注意（3）中原子守恒的运用，难度不大．