Question

化學肥料在農業生產中有重要作用。農業生產中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、鉀肥。
（1）普鈣是磷肥，它的有效成分是__________________（寫化學式）。
（2）尿素是一種含氮量較高的氮肥，工業生產尿素是將氨氣與二氧化碳在加壓、加熱的條件下反應生成氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄），再使氨基甲酸銨脫水得到尿素。反應的化學方程式為_________、___________。
（3）某化肥廠用NH₃制備NH₄NO₃，已知由NH₃制NO的產率是96%、NO制HNO₃的產率是92%，則制HNO₃所用去NH₃的質量占耗用全部NH₃質量的__________%。
（4）合成氨氣是生產氮肥的重要環節。合成氨生產簡易流程示意圖如下：

從示意圖可知其存在循環操作。簡要說明為什么在化工生產中經常采用循環操作___________。合成氨的反應需在500℃進行，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）從原因來講，許多化學反應是可逆反應，轉化率低；從結果來說，循環操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝設計來說，循環操作有利于連續化生產、減少工序；從環保角度來說，實現全封閉生產，控制廢棄物的排放；此溫度下催化劑的活性最高

試題分析：（1）普鈣的有效成分是磷酸二氫鈣，其化學式為Ca(H₂PO₄)₂·H₂O或Ca(H₂PO₄)₂。
（2）氨氣和二氧化碳在加壓、加熱條件下反應生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水，根據原子守恒可知，有關反應的化學方程式為2NH₃+CO₂H₂NCOONH₄、H₂NCOONH₄＝H₂NCONH₂+H₂O。
（3）根據氮原子守恒可知，NH₃～NO～HNO₃，則1mol氨氣可得到硝酸的物質的量＝1mol×96%×92%＝0.8832mol。由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃可知，該反應消耗的氨氣的物質的量為0.8832mol，氨氣的質量之比等于物質的量之比，則制HNO₃所用去的NH₃的質量占總耗NH₃質量的百分數＝×100%＝53.1%。
（4）從原因來講，許多化學反應是可逆反應，轉化率低；從結果來說，循環操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；從工藝設計來說，循環操作有利于連續化生產、減少工序；從環保角度來說，實現全封閉生產，控制廢棄物的排放；由于在500℃時催化劑的活性最高，所以合成氨的反應需在500℃進行。