Question

硝酸铵常用作化肥和化工原料，工业上制备硝酸铵的简要流程如图：

(1)中和器中主要反应的化学方程式为___________

(2)制备硝酸铵采用加压中和法还是常压中和法？同时说明原因___________

(3)在不同的反应条件下，中和器中硝酸浓度与硝酸铵含量存在如图关系：

[不利用中和热及在不同情况下利用中和热时生产硝铵溶液中NH₄NO₃的含量1－HNO₃和NH₃(70℃)；2－HNO₃和NH₃(50℃)；3－HNO₃(50℃)和NH₃(20℃)；4－HNO₃和NH₃(20℃)]

①按图中的数据分析，要使中和器中硝酸铵含量达到90%以上，原料最佳温度和硝酸最佳含量是__________

A. 70℃；58%                   

B.  HNO₃(50℃)，NH₃(20℃)；56%

C. 50℃；56%                   

D.  20℃；58%

②中和器中产品检测时，工作人员发现N₂浓度明显高于正常空气带入的N₂浓度，试用化学方程式表示中和器中生成N₂的最有可能的过程____________ 、___________

③以下制备硝酸铵分析不正确的是___________

A. 硝酸铵制备中应利用反应的中和热用于预热原料和浓缩硝酸铵溶液。

B. 采用真空蒸发器有利于获得较高浓度的硝酸铵溶液和较大颗粒的硝酸铵晶体析出。

C. 已知NH₃与HNO₃的气相反应很不彻底，工艺中应尽量使反应在液相中进行，可将硝酸持续匀速地通入预先装有液氨的中和器中反应。

D.充分回收、重复利用蒸发器的蒸气和冷凝液中的产品，可以降低原料损耗。

Answer

NH3+HNO3=NH4NO3 采用加压中和法。原因是加压可以增大反应的速率和提高产率 A 4HNO3=4NO2+O2+2H2O 6NO2+8NH3=7N2+12H2O BC

【解析】

(1)氨气属于碱性气体、硝酸具有酸性，所以碱性气体氨气和硝酸反应生成硝酸铵；

(2)压强越大化学反应速率越快，且增大压强可以提高产率；

(3)①要使中和器中硝酸铵含量达到90%以上，硝酸的含量越低越好；

②HNO3易分解生成NO2、O2、H2O，NO2、NH3能发生氧化还原反应生成N2。

(1)氨气属于碱性气体、硝酸具有酸性，所以碱性气体氨气和硝酸反应生成硝酸铵，反应方程式为NH3+HNO3=NH4NO3；

(2)压强越大单位体积内活化分子个数越多，则化学反应速率越快，该反应前后气体计量数减小，则增大压强可以提高产率，所以采用加压中和法；

(3)①要使中和器中硝酸铵含量达到90%以上，硝酸的含量越低越好，根据图知，温度为70℃、硝酸含量为58%最好，答案选A；

②HNO3易分解生成NO2、O2、H2O，NO2、NH3能发生氧化还原反应生成N2，发生的反应为4HNO3=4NO2+O2+2H2O、6NO2+8NH3=7N2+12H2O；

③A、中和时放出的热量预热原料能加快化学反应速率，浓缩溶液需要加热，所以硝酸铵制备中应利用反应的中和热用于预热原料和浓缩硝酸铵溶液，从而减少资源浪费，A正确，不符合题意；

B、结晶速率越慢得到的颗粒越大，采用真空蒸发器增大蒸发速率，虽然有利于获得较高浓度的硝酸铵溶液，但得到较小颗粒的硝酸铵晶体析出，B错误，符合题意；

C、将硝酸持续匀速地通入预先装有液氨的中和器中反应，放出的热量会使得液氨气化，会导致氨的转化率降低，不利于硝酸铵的制取，C错误，符合题意；

D、充分回收、重复利用蒸发器的蒸气和冷凝液中的产品，增大原料的利用，从而可以降低原料损耗，D正确，不符合题意；答案为：BC。