氨是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很多重要應(yīng)用
I．工業(yè)合成氨的流程示意圖如圖1：回答下列問題：
（1）設(shè)備A中含有電加熱器、觸媒和熱交換器，設(shè)備A的名稱
 
，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為
 
；原料氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：
 
，
 
；
（2）設(shè)備B的名稱
 
，其中m和n是兩個通水口，入水口是
 
（填“m”或“n”）．不宜從相反方向通水的原因
 
；
（3）設(shè)備C的作用是
 
；
II．制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝，氨堿法的工藝如圖2所示：
（4）圖中的中間產(chǎn)物C是
 
，D
 
．（寫化學(xué)式）；
（5）碳酸化塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
；
（6）聯(lián)合制堿法對氨堿法進行了改進，更加符合綠色化學(xué)的重要原則，提高了反應(yīng)的原子利用率．根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)，列出計算原子利用率的表達式：原子利用率（%）=
 
．
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分析：（1）氮氣和氫氣在合成塔內(nèi)發(fā)生化合反應(yīng)生成氨氣；利用碳或甲烷和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳；
（2）從A中出來的混合氣體進入冷卻塔冷凝，為了達到最佳冷凝效果，高溫氣體從冷凝塔上端進入，冷卻水從下端進入；
（3）C是分離塔，在分離塔內(nèi)將液氨和未反應(yīng)的原理氣體分離，原料可循環(huán)利用；
（4）碳酸鈣分解生成生石灰，生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和氨氣和水；
（5）二氧化碳、氨氣、氯化鈉溶液在碳酸化塔中發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨；
（6）原子利用率=
目標產(chǎn)物總質(zhì)量
反應(yīng)物總質(zhì)量
×100%，結(jié)合聯(lián)合制堿法方程式解答．
解答：解：（1）氮氣和氫氣在合成塔內(nèi)發(fā)生化合反應(yīng)生成氨氣方程式為：N2+3H2 
催化劑
高溫高壓
 2NH3；碳和水蒸氣反應(yīng)方程式：C+H2O 
 高溫 
.
 
 CO+H2；甲烷和水蒸氣反應(yīng)方程式：CH4+H2O  
 高溫 
.
 
 CO+H2；
故答案為：合成塔；N2+3H2
催化劑
高溫高壓
 2NH3；C+H2O
 高溫 
.
 
 CO+H2；CH4+H2O
 高溫 
.
 
 CO+H2；
（2）混合氣體進入冷卻塔冷凝，冷凝水從下口進入上口排除，逆向冷凝效果更好，
故答案為：冷凝器；n；高溫氣體從冷凝塔上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷凝效果更好；
（3）C是分離塔，在分離塔內(nèi)將液氨和未反應(yīng)的原理氣體分離，
故答案為：在分離塔內(nèi)將液氨和未反應(yīng)的原理氣體分離；
（4）碳酸鈣分解生成生石灰，生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和氨氣和水，
故答案為：Ca（OH）2；NH3；
（5）二氧化碳、氨氣、氯化鈉溶液在碳酸化塔中發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨方程式為：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，
故答案為：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
（6）根據(jù)方程式：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl得：原子利用率=
目標產(chǎn)物總質(zhì)量
反應(yīng)物總質(zhì)量
×100%=
m(Na2CO3)+m(NH4Cl)
m(NaCl)+m(NH3)+m(H2O)
×100%，
故答案為：
m(Na2CO3)+m(NH4Cl)
m(NaCl)+m(NH3)+m(H2O)
×100%．
點評：本題考查“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝的流程，題目難度較大，注意把握反應(yīng)的原理，注重相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2010?順義區(qū)一模）氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)．請回答：
（1）實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式是
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
．
（2）①如圖（1）是進行氨氣噴泉實驗的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是
輕輕擠壓滴管，使少量水加入燒瓶，然后打開止水夾K
輕輕擠壓滴管，使少量水加入燒瓶，然后打開止水夾K
．
②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
（用電離方程式表示）．
（3）該小組同學(xué)設(shè)計了如圖（2）所示的實驗裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗產(chǎn)物．

①實驗現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{色；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染．請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
．
②堿石灰的作用是
吸收氨氣中混有的水蒸氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定
吸收氨氣中混有的水蒸氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定
．
③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進意見
此裝置無有尾氣吸收裝置，NH3排入大氣，污染環(huán)境；連接一個吸收氨氣裝置如圖所示：；
此裝置無有尾氣吸收裝置，NH3排入大氣，污染環(huán)境；連接一個吸收氨氣裝置如圖所示：；
．
（4）有同學(xué)認為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O．已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+ 
H+
 Cu+Cu2+）．請你設(shè)計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O．
取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O反之則沒有
取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O反之則沒有
；
（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一．為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應(yīng)：NOx+NH3→N2+H2O，使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2．現(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3.0L，跟3.4L（同溫同壓下）NH3反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮氣，則原混合氣體中，NO2與NO的體積比是
7：3
7：3
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

氨是一種重要的化工原料，氨的合成與應(yīng)用是當今重要研究內(nèi)容之一。不同溫度、壓強下，合成氨平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)見下表（N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3）。

壓強(Mpa)

氨的平

衡含量(%)

溫度(℃)

0.1

10

20

30

60

100

200

15.3

81.5

86.4

89.9

95.4

98.8

300

2.2

52.0

64.2

71.0

84.2

92.6

400

0.4

25.1

38.2

47.0

65.2

79.8

500

0.1

10.6

19.1

26.4

42.2

57.5

600

0.05

4.5

9.1

13.8

23.1

31.4

回答下列有關(guān)問題：

（1）利用表中數(shù)據(jù)推斷得出合成氨的反應(yīng)是__________反應(yīng)（填“放熱”、“吸熱”或“無熱量變化”）。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在200℃和100MPa時，平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)最高，而實際工業(yè)生產(chǎn)不選用該條件的主要原因是___________________________________。

（3）一定條件下，對在密閉容器中進行的合成氨反應(yīng)達平衡后，其他條件不變時，若同時壓縮容器的體積和升高溫度達新平衡后，與原平衡相比，請將有關(guān)物理量的變化的情況填入下表中（填“增大”、“減小”或“可能增大也可能減小”）：

反應(yīng)速率

平衡常數(shù)K

氨的體積分數(shù)

變化情況

（4）將1molH2和1molN2通入一體積不變的密閉容器中，在一定溫度和催化劑作用下，反應(yīng)達到平衡，測得NH3的物質(zhì)的量為0.3mol，此時若移走0.5molH2和0.5molN2，則反應(yīng)達到新的平衡時，NH3的物質(zhì)的量為_____________（選填答案編號）。

A．0.3mol     B．0.15mol     C．小于0.15mol    D．大于0.15mol，小于0.3mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（16分）氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)。請回答：

（1）實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式是               。

（2）①右圖是進行氨氣噴泉實驗的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是                                  。

②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是_______________________________（用電離方程式表示）。

（3）該小組同學(xué)設(shè)計了下圖所示的實驗裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗產(chǎn)物。

① 實驗現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{色；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染。請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式                        。

② 堿石灰的作用是                                            。

③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進意見                      

                                                                         。

（4）有同學(xué)認為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+Cu + Cu2+）。

請你設(shè)計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O。                                                                           

                                                                ；

（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一。為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應(yīng)：NOx+NH3→N2+H2O，使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2 。現(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3.0 L，跟3.4 L（同溫同壓下）NH3反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮氣，則原混合氣體中，NO2與NO的體積比是__________。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年湖北省八校高三第一次聯(lián)考（12月）理綜化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

氨是一種重要的化工產(chǎn)品，是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽 和純堿的原料，也是一種常用的制冷劑。

(1)    實驗室制備氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________。

(2)    工業(yè)合成氨的反應(yīng)方程式為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H。下圖I是合成氨反應(yīng)的能量與反應(yīng)過程相關(guān)圖（未使用催化劑）；圖D是合成気反應(yīng)在2L容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時，某一反應(yīng)條件的改變對反應(yīng)的影響圖。

下列說法正確的是_______。

A.ΔH＝－92.4kJ/mol

B.使用催化劑會使E1的數(shù)值增大

C.為了提高轉(zhuǎn)化率，工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)的濃度越低越好

D.圖II是不同壓強下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間關(guān)系圖，且PA<PB

E.圖II是不同溫度下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間關(guān)系圖，且TA>TB；

F.該反應(yīng)的平銜常數(shù)KA<KB

G.在曲線A條件下，反應(yīng)從開始到平衡，消耗N2的平均速率為mol/(L·min)

(3)    —定溫度下，向一個容積為2 L的密閉容器中通入2 mol N2和7 mol H2，達到平衡時 測得容器的壓強為起始時的倍，則此溫度下的平衡常數(shù)為_______。在同一溫度，同一容器中，將起始物質(zhì)改為amol N2  b molH2   c mol NH3 (a,b,c均不為零）欲使平衡混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量與原平衡相同，則a,b,c滿足的關(guān)系為_____________(用含a,b,c的表達式表示），且欲使反應(yīng)在起始時向逆反應(yīng)方向進行，c的取值范圍是_______

(4)已知H2(g)的燃燒熱為285.8 kJ/mol，試寫出表示NH3(g)燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 _____。以氨氣為燃料可以設(shè)計制氨燃料電池（電極材料均為惰性電極,KOH溶液作電解質(zhì)溶液）該電池負極電極反應(yīng)式為_______經(jīng)測定，該電作過程中每放出1 mol N2實際提供460 kJ的電能，則該燃料電池的實際效率為_____(燃料電池的實標效率是指電池實際提供的電能占燃料電池反應(yīng)所能釋放出的全部能量的百分數(shù))

 

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科目：高中化學(xué) 來源：北京市順義區(qū)2010年高三一模（理科綜合）化學(xué)部分 題型：實驗題

（16分）氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)。請回答：

（1）實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式是                。

（2）①右圖是進行氨氣噴泉實驗的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是                                   。

②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是_______________________________（用電離方程式表示）。

（3）該小組同學(xué)設(shè)計了下圖所示的實驗裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗產(chǎn)物。

① 實驗現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{色；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染。請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式                        。

② 堿石灰的作用是                                             。

③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進意見                      

                                                                          。

（4）有同學(xué)認為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+Cu + Cu2+）。

請你設(shè)計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O。                                                                           

                                                                 ；

（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一。為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應(yīng)：NOx+NH3→N2+H2O，使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2 。現(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3.0 L，跟3.4 L（同溫同壓下）NH3反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮氣，則原混合氣體中，NO2與NO的體積比是__________。

 

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