Question

隨著世界糧食需求量的增加，農業對化學肥料的需求越越大。氮肥是需求最大的一種化肥。氮肥的生產和合理施用在農業生產中起著重大作用。合成氨及化肥生產流程示意圖如下：

（1）目前，工業上用鐵觸媒作催化劑，在20～50 MPa、450℃左右用氮、氫混合氣體在
        中進行合成氨。則沿X方向回去的物質是         。  
（2）在侯氏制堿法中，從沉淀池中得到的母液要通人氨氣、降溫并加入        （填化學式），目的是                。
（3）沉淀池中的化學方程式是          。
（4）工業上將氨催化氧化可制硝酸。在硝酸生產中，催化劑鉑網在氨的催化氧化反應中起的作 用是       。硝酸工業尾氣對環境污染嚴重，若在催化劑存在下用甲烷將其中的一氧化氮還原為對空氣無污染的物質，其反應的化學方程式為                          。

Answer 1

（1）（2分）合成塔（1分）；H₂、N₂（1分）
（2）(2分)NaCl （1分）；使氯化銨逐步從母液中結晶析出（1分）
（3）（2分）NH₃ + CO₂ + H₂O +NaCl = NH₄Cl + NaHCO₃↓
（4）（2分）加快反應速率同時決定了氧化產物是一氧化氮（1分）；
CH₄ + 4NO 2N₂ + CO₂ + 2H₂O （1分）

試題分析：（1）氮氣和氫氣的反應在合成塔中進行，因為合成氨反應為可逆反應，反應后化合物中含有一定量的的氮氣和氫氣 ，分離后再作為原料進行循環利用。
（2）加入氯化鈉，利用同離子效應，降低氯化銨的溶解度，使氯化銨結晶析出。
（3）根據流程圖和題目所給信息，可知反應物有NH₃、CO₂、H₂O、NaCl，產物為NH₄Cl 和 NaHCO₃，進而可寫出化學方程式。
（4）催化劑的作用為加快化學反應速率，同時生成NO；根據化合價的變化，甲烷將其中的一氧化氮還原為對空氣無污染的物質，生成N₂、CO₂、H₂O ，配平可得化學方程式。