Question

【題目】硝酸銨常用作化肥和化工原料，工業(yè)上制備硝酸銨的簡(jiǎn)要流程如圖：

(1)中和器中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________

(2)制備硝酸銨采用加壓中和法還是常壓中和法？同時(shí)說(shuō)明原因___________

(3)在不同的反應(yīng)條件下，中和器中硝酸濃度與硝酸銨含量存在如圖關(guān)系：

[不利用中和熱及在不同情況下利用中和熱時(shí)生產(chǎn)硝銨溶液中NH4NO3的含量1－HNO3和NH3(70℃)；2－HNO3和NH3(50℃)；3－HNO3(50℃)和NH3(20℃)；4－HNO3和NH3(20℃)]

①按圖中的數(shù)據(jù)分析，要使中和器中硝酸銨含量達(dá)到90%以上，原料最佳溫度和硝酸最佳含量是__________

A. 70℃；58%

B. HNO3(50℃)，NH3(20℃)；56%

C. 50℃；56%

D. 20℃；58%

②中和器中產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)，工作人員發(fā)現(xiàn)N2濃度明顯高于正�？諝鈳�入的N2濃度，試用化學(xué)方程式表示中和器中生成N2的最有可能的過(guò)程____________ 、___________

③以下制備硝酸銨分析不正確的是___________

A. 硝酸銨制備中應(yīng)利用反應(yīng)的中和熱用于預(yù)熱原料和濃縮硝酸銨溶液。

B. 采用真空蒸發(fā)器有利于獲得較高濃度的硝酸銨溶液和較大顆粒的硝酸銨晶體析出。

C. 已知NH3與HNO3的氣相反應(yīng)很不徹底，工藝中應(yīng)盡量使反應(yīng)在液相中進(jìn)行，可將硝酸持續(xù)勻速地通入預(yù)先裝有液氨的中和器中反應(yīng)。

D.充分回收、重復(fù)利用蒸發(fā)器的蒸氣和冷凝液中的產(chǎn)品，可以降低原料損耗。

Answer 1

【答案】NH3+HNO3=NH4NO3 采用加壓中和法。原因是加壓可以增大反應(yīng)的速率和提高產(chǎn)率 A 4HNO3=4NO2+O2+2H2O 6NO2+8NH3=7N2+12H2O BC

【解析】

(1)氨氣屬于堿性氣體、硝酸具有酸性，所以堿性氣體氨氣和硝酸反應(yīng)生成硝酸銨；

(2)壓強(qiáng)越大化學(xué)反應(yīng)速率越快，且增大壓強(qiáng)可以提高產(chǎn)率；

(3)①要使中和器中硝酸銨含量達(dá)到90%以上，硝酸的含量越低越好；

②HNO3易分解生成NO2、O2、H2O，NO2、NH3能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2。

(1)氨氣屬于堿性氣體、硝酸具有酸性，所以堿性氣體氨氣和硝酸反應(yīng)生成硝酸銨，反應(yīng)方程式為NH3+HNO3=NH4NO3；

(2)壓強(qiáng)越大單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù)越多，則化學(xué)反應(yīng)速率越快，該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)減小，則增大壓強(qiáng)可以提高產(chǎn)率，所以采用加壓中和法；

(3)①要使中和器中硝酸銨含量達(dá)到90%以上，硝酸的含量越低越好，根據(jù)圖知，溫度為70℃、硝酸含量為58%最好，答案選A；

②HNO3易分解生成NO2、O2、H2O，NO2、NH3能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2，發(fā)生的反應(yīng)為4HNO3=4NO2+O2+2H2O、6NO2+8NH3=7N2+12H2O；

③A、中和時(shí)放出的熱量預(yù)熱原料能加快化學(xué)反應(yīng)速率，濃縮溶液需要加熱，所以硝酸銨制備中應(yīng)利用反應(yīng)的中和熱用于預(yù)熱原料和濃縮硝酸銨溶液，從而減少資源浪費(fèi)，A正確，不符合題意；

B、結(jié)晶速率越慢得到的顆粒越大，采用真空蒸發(fā)器增大蒸發(fā)速率，雖然有利于獲得較高濃度的硝酸銨溶液，但得到較小顆粒的硝酸銨晶體析出，B錯(cuò)誤，符合題意；

C、將硝酸持續(xù)勻速地通入預(yù)先裝有液氨的中和器中反應(yīng)，放出的熱量會(huì)使得液氨氣化，會(huì)導(dǎo)致氨的轉(zhuǎn)化率降低，不利于硝酸銨的制取，C錯(cuò)誤，符合題意；

D、充分回收、重復(fù)利用蒸發(fā)器的蒸氣和冷凝液中的產(chǎn)品，增大原料的利用，從而可以降低原料損耗，D正確，不符合題意；答案為：BC。