Question

制取硝酸铵的流程图如下：

请回答下列问题：

(1)合成氨的原料通常各来自何处？

(2)已知N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），Q＞0。请解释：

①什么是可逆反应?

②为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取哪些措施？

(3)写出氨催化氧化的化学方程式。铂—铑合金网有何作用？为什么铂铑合金网未预热也会发热？

(4)举出硝酸铵的两种主要用途。解释为什么该用途对现代社会非常重要？

(5)在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为8.5的H₂和N₂混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10，此时N₂的转化率为______________，平衡混合气体中NH₃的体积分数为____________________________________。

(6)请你为硝酸厂的选址提出合理化建议。

Answer

（1）N2取自于空气，H2可来自于水煤气；

（2）①略；②可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施；

（3）4NH3+5O24NO+6H2O，Pt－Rh合金网起催化作用；因为氨的催化氧化反应是放热反应，保证Pt－Rt合金网达到一定温度而不必预热；

（4）NH4NO3可作化肥和炸药。前者可促使植物生长，增加农作物产量；后者可用于军事、建设上制造炸药，故该物质对现代社会的发展与和平作用重大；

（5）30%  17.6%

（6）厂址的选择应具备以下有利条件：原料和产品运输方便，生产动力来源充足，废物易于处理，地价较便宜等。

【解析】

试题分析：（1）氮气主要来自于空气，而氢气可以自于水煤气等。

（2）①在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应是可逆反应。②根据反应的方程式可知，该反应是体积减小的、放热的可逆反应。所以为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取的措施可以是采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施。

（3）氨气催化氧化的方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O，其中Pt－Rh合金网起催化作用；因为氨的催化氧化反应是放热反应，能保证Pt－Rt合金网达到一定温度而不必预热。

（4）NH4NO3可作化肥和炸药。前者可促使植物生长，增加农作物产量；后者可用于军事、建设上制造炸药，故该物质对现代社会的发展与和平作用重大。

（5）氮气和氢气的平均相对分子质量是8.5，所以二者的物质的量之比是。设反应前氮气和氢气的物质的量分别是1mol和3mol。则

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol）  1       3           0

转化量（mol）  x       3x          2x

平衡量（mol）1－x    3－3x         2x

所以有

解得x＝0.3

因此氮气的转化率是30%

平衡混合气体中NH3的体积分数为

（6）厂址的选择应具备以下有利条件：原料和产品运输方便，生产动力来源充足，废物易于处理，地价较便宜等。

考点：考查化学反应速率、化学平衡原理，并结合流程图及化工生产的实际情况的有关判断