Question

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

反應體系中各組分的部分性質見下表：

氣體	氮氣	氫氣	氨
熔點（℃）	-210	-253	-78
沸點（℃）	-195	-259	-33

（1）設備A的名稱是

 

，副產物B的化學式是

 

．
（2）合成氨反應的平衡常數(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）已知尿素的結構簡式為反應②的化學方程式是

 

．
（4）用一個化學方程式表示過程③和④中的總反應過程

 

．
（5）已知：4NH₃+3O₂

點燃  .

2N₂+6H₂O，以此設計的氨燃料電池的負極電極反應式為

 

（電極材料均為惰性電極，KOH溶液作電解質溶液）．

Answer 1

考點：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)圖示的流程及設備分析完成；
（2）合成氨中，先將氨氣液化，然后循環(huán)利用氮氣、氫氣，提高了合成氨產率；
（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）氮氣和氫氣在合成塔中反應生成氨氣；根據(jù)反應NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，可知副產物B為NH₄Cl，故答案為：合成塔；NH₄Cl；
（2）由于氨易液化，反應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，大大提高了氨的產率，故答案為：-33；H₂、N₂；
（3）根據(jù)質量守恒，可知氨氣和二氧化碳反應生成尿素和水，反應的化學方程式為2NH₃+CO₂═+H₂O，故答案為：2NH₃+CO₂═+H₂O；
（4）根據(jù)質量守恒，可知氨氣、二氧化碳、NaCl和水反應生成小蘇打和氯化銨，故③和④中的總反應過程為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）氨是燃料電池的負極，在堿性條件下，氨氣與氫氧根反應生成氮氣和水，氨氣中氮的化合價由-3價升高到0價，2mol氨氣失去6mol電子，電極反應式為2NH₃+6OH^--6e^-═6H₂O+N₂，故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-═6H₂O+N₂．

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