Question

某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸，获得了良好的经济效益，下面是其生产流程图。

（1）试剂a可能是________，设备B的名称为_________，设备A中的化学方程式为____________。

（2）该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH₃的体积分数约为35.2%。

①在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中H₂转化率的方法____________，温度越低，NH₃的产率越高，为何不在较低温度下进行合成____________。

②从合成塔中出来的NH₃的体积分数通常约为15%，其原因是____________。

（3）从设备B中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏

①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：____________

A．浓硫酸B．硫酸镁C．生石灰

②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是____________。

（4）用尿素[CO(NH₂)₂]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：NO、NO₂在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式：____________。

Answer

（1）NaOH溶液(Na2CO3溶液、氨水也可)；吸收塔；4NH3+5O24NO+6H2O

（2）①及时分离出NH3或者增大N2的浓度；若温度过低，反应速率太慢，会导致单位时间内生成的NH3量很少；②合成塔中反应并没有达到平衡

（3）①ab；②可使HNO3在较低温度下气化，避免硝酸分解；（4）2HNO2+CO(NH2)2=CO2↑+2N2↑+3H2O

【解析】

试题分析：（1）设备A是氧化炉，NH3与氧气反应生成NO与水；设备B是吸收塔。

（2）温度过低，反应速率会很慢，单位时间内生成的NH3会很少；为使单位时间内获得尽可能多的产品，实际生产中不可能等到反应达到平衡后再将含有NH3的混合物从合成塔中放出来，故从合成塔中出来的气体中NH3的百分含量比平衡时的含量低。

（3）可向稀硝酸中加入浓硫酸或硫酸镁等具有吸水性物质，然后再进行蒸馏，CaO与硝酸反应而不能用。

（4）HNO2与CO(NH2)2反应生成两种元素气体，则有HNO2+CO(NH2)2→N2↑+CO2↑，由电子守恒有2HNO2+CO(NH2)2→2N2↑+CO2↑，由质量守恒有：2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。

考点：考查了合成氨和硝酸工业的相关知识。