Question

18．空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高压条件下可与某些物质发生反应．如图是以空气和其他必要的原料合成氮肥（NH₄NO₃）的工业流程．请按要求回答下列问题：

（1）步骤①中发生的是物理变化（填“物理”或“化学”）．
（2）写出步骤②中发生反应的文字表达式氮气+氢气$\stackrel{高温高压}{→}$氨气．
（3）绿色化学的实质是从源头上消除污染的环境友好化学，从微观上看是化学反应中原子的利用率达到100%的化学，以实现零排放．在我们已经学过的化学反应类型中化合反应符合这一要求，则上述流程中，符合绿色化学反应理念的反应有3个．
（4）在该氮肥生产的工业流程五个步骤中，其中步骤③和④两步发生的反应的共同点是：
两个反应都是氧化反应．
（5）在化工生产中，常常为了达到目的，需要使用催化剂，下列有关催化剂的说法中，正确的是D
A．化工生产中所使用的催化剂都是用二氧化锰
B．化工生产中使用催化剂的目的都是为了加快化学反应速率
C．化工生产中使用催化剂是为了得到更多的化工产品
D．化工生产中使用的催化剂可重复使用．

Answer 1

分析 （1）根据是否产生新物质来进行判断；
（2）氮气和氢气反应生成了氨气，可以据此写出该反应的文字表达式；
（3）化合反应是最符合绿色化学理念的反应，可以据此判断；
（4）反应过程中都有氧气参与反应，可以据此解答；
（5）根据催化剂的定义来完成解答．

解答 解：（1）步骤①中没有产生新的物质，故变化过程属于物理变化；
（2）氮气和氢气反应生成了氨气，该反应的文字表达式为：氮气+氢气$\stackrel{高温高压}{→}$氨气；
（3）步骤②是氮气和氢气合成氨气，属于化合反应；步骤③是氨气和氧气在加热及催化剂的条件下反应产生一氧化氮和水，不属于基本反应类型；步骤④是一氧化碳、水和氧气合成硝酸，属于化合反应；步骤⑤是硝酸和氨气合成硝酸铵，属于化合反应，因此化合反应是②④⑤，共3个；
（4）反应过程中都有氧气参与反应，所以它们都属于氧化反应；
（5）A．二氧化锰不一定作为催化剂使用，故化工生产中所使用的催化剂都是用二氧化锰这种说法是错误的；
B．催化剂能够改变其他物质的反应速率，改变可以是加快也可以是减慢，故B错误；
C．催化剂只能改变反应速率，但是不能增加或减少物质的产生量，故C错误；
D．催化剂在反应过程中没有改变自身的化学性质，所以可以重复使用，故D正确；
故选D．
故答案为：（1）物理；
（2）氮气+氢气$\stackrel{高温高压}{→}$氨气；
（3）3；
（4）氧化；
（5）D．

点评 本题主要考查了合成硝酸铵的工艺流程及方程式的书写及利用标签信息分析物质的性质，学会根据题目给予的信息来分析题目并结合相关的知识分析问题是正确解答本题的关键．