（2013•长春三模）氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用
（2013•长春三模）氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用
I．工业合成氨的流程示意图如图1：回答下列问题：
（1）设备A中含有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称______，其中发生的化学反应方程式为
（2）设备B的名称______，其中m和n是两个通水口，入水口是______（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因______；
（3）设备C的作用是______；
II．制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺，氨碱法的工艺如图2所示：
（4）图中的中间产物C是______，D______．（写化学式）；
（5）碳酸化塔中发生反应的化学方程式为______；
（6）联合制碱法对氨碱法进行了改进，更加符合绿色化学的重要原则，提高了反应的原子利用率．根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率（%）=
×100%
×100%．
I．工业合成氨的流程示意图如图1：回答下列问题：
（1）设备A中含有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称______，其中发生的化学反应方程式为
N2+3H2
2NH3
| 催化剂 |
| 高温高压 |
N2+3H2
2NH3
；原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式：| 催化剂 |
| 高温高压 |
C+H2O
CO+H2
| ||
C+H2O
CO+H2
，
| ||
CH4+H2O
CO+H2
| ||
CH4+H2O
CO+H2
；
| ||
（2）设备B的名称______，其中m和n是两个通水口，入水口是______（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因______；
（3）设备C的作用是______；
II．制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺，氨碱法的工艺如图2所示：
（4）图中的中间产物C是______，D______．（写化学式）；
（5）碳酸化塔中发生反应的化学方程式为______；
（6）联合制碱法对氨碱法进行了改进，更加符合绿色化学的重要原则，提高了反应的原子利用率．根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率（%）=
| m(Na2CO3)+m(NH4Cl) |
| m(NaCl)+m(NH3)+m(H2O) |
| m(Na2CO3)+m(NH4Cl) |
| m(NaCl)+m(NH3)+m(H2O) |
赞 劲西 幼苗
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解题思路：（1）氮气和氢气在合成塔内发生化合反应生成氨气；利用碳或甲烷和水蒸气在高温下反应生成氢气和一氧化碳；
（2）从A中出来的混合气体进入冷却塔冷凝，为了达到最佳冷凝效果，高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入；
（3）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离，原料可循环利用；
（4）碳酸钙分解生成生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和氨气和水；
（5）二氧化碳、氨气、氯化钠溶液在碳酸化塔中发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵；
（6）原子利用率=
×100%，结合联合制碱法方程式解答．
（2）从A中出来的混合气体进入冷却塔冷凝，为了达到最佳冷凝效果，高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入；
（3）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离，原料可循环利用；
（4）碳酸钙分解生成生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和氨气和水；
（5）二氧化碳、氨气、氯化钠溶液在碳酸化塔中发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵；
（6）原子利用率=
| 目标产物总质量 |
| 反应物总质量 |
（1）氮气和氢气在合成塔内发生化合反应生成氨气方程式为：N2+3H2
催化剂
高温高压 2NH3；碳和水蒸气反应方程式：C+H2O
高温
.
CO+H2；甲烷和水蒸气反应方程式：CH4+H2O
高温
.
CO+H2；
故答案为：合成塔；N2+3H2
催化剂
高温高压 2NH3；C+H2O
高温
.
CO+H2；CH4+H2O
高温
.
CO+H2；
（2）混合气体进入冷却塔冷凝，冷凝水从下口进入上口排除，逆向冷凝效果更好，
故答案为：冷凝器；n；高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好；
（3）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离，
故答案为：在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离；
（4）碳酸钙分解生成生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和氨气和水，
故答案为：Ca（OH）2；NH3；
（5）二氧化碳、氨气、氯化钠溶液在碳酸化塔中发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
（6）根据方程式：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl得：原子利用率=[目标产物总质量/反应物总质量×100%=
m(Na2CO3)+m(NH4Cl)
m(NaCl)+m(NH3)+m(H2O)]×100%，
故答案为：
m(Na2CO3)+m(NH4Cl)
m(NaCl)+m(NH3)+m(H2O)×100%．
点评：
本题考点： 工业合成氨；纯碱工业（侯氏制碱法）．
考点点评： 本题考查“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺的流程，题目难度较大，注意把握反应的原理，注重相关基础知识的积累．
1年前
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