Question

氨氣作為一種重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)氮肥、硝酸、純堿、尿素等化工產(chǎn)品．下圖是合成氨，并聯(lián)合生產(chǎn)硝酸、純堿、尿素的簡要流程示意圖：

反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表：

氣體	氮?dú)?/TD>	氫氣	氨
熔點(diǎn)（℃）	-210	-253	-78
沸點(diǎn)（℃）	-195	-259	-33

（1）設(shè)備A的名稱是

 

，副產(chǎn)物B的化學(xué)式是

 

．
（2）合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程．即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度至少降低到

 

℃（填具體溫度），使

 

分離出來，循環(huán)使用的氣體有

 

．
（3）已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為反應(yīng)②的化學(xué)方程式是

 

．
（4）用一個化學(xué)方程式表示過程③和④中的總反應(yīng)過程

 

．
（5）已知：4NH₃+3O₂

點(diǎn)燃  .

2N₂+6H₂O，以此設(shè)計(jì)的氨燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為

 

（電極材料均為惰性電極，KOH溶液作電解質(zhì)溶液）．

Answer 1

考點(diǎn)：工業(yè)合成氨,工業(yè)制取硝酸

專題：氮族元素

分析：（1）根據(jù)圖示的流程及設(shè)備分析完成；
（2）合成氨中，先將氨氣液化，然后循環(huán)利用氮?dú)�、氫氣，提高了合成氨產(chǎn)率；
（3）根據(jù)尿素的生成原理分析；
（4）根據(jù)純堿的制備分析；
（5）根據(jù)燃料電池原理分析．

解答： 解：（1）氮?dú)夂蜌錃庠诤铣伤�中反�?yīng)生成氨氣；根據(jù)反應(yīng)NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，可知副產(chǎn)物B為NH₄Cl，故答案為：合成塔；NH₄Cl；
（2）由于氨易液化，反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度至少降低到-33℃，分離出氨氣，通過N₂、H₂的循環(huán)使用，大大提高了氨的產(chǎn)率，故答案為：-33；H₂、N₂；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒，可知氨氣和二氧化碳反應(yīng)生成尿素和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+CO₂═+H₂O，故答案為：2NH₃+CO₂═+H₂O；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒，可知氨氣、二氧化碳、NaCl和水反應(yīng)生成小蘇打和氯化銨，故③和④中的總反應(yīng)過程為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）氨是燃料電池的負(fù)極，在堿性條件下，氨氣與氫氧根反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，氨氣中氮的化合價由-3價升高到0價，2mol氨氣失去6mol電子，電極反應(yīng)式為2NH₃+6OH^--6e^-═6H₂O+N₂，故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-═6H₂O+N₂．

點(diǎn)評：本題考查了合成氨和利用氨制取硝酸、純堿的方法，涉及的內(nèi)容較多，難度稍大，充分考查學(xué)生的分析、理解能力和靈活應(yīng)用知識的能力．