Trong công nghiệp, ammonia được tổng hợp từ nitrogen và hydrogen theo phản ứng N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) 
= -91,8 kJ
a) Quy trình tổng hợp ammonia trong công nghiệp được thể hiện trong hình bên.
Xác định X và Y trong quy trình.
b) Ammonia là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất phân đạm và là sản phẩm trung gian của quá trình sản xuất nitric acid. Một trong những ứng dụng của NH3 là sản xuất phân bón CAN (tên viết tắt của calcium ammonium nitrate), là phân bón vô cơ được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Phân bón này là sự kết hợp của hai loại phân bón: calcium nitrate và ammonium nitrate. Phân bón CAN giúp cải tạo phục hồi đất; bổ sung calcium, magnesium, nitrogen. Phân bón CAN được sản xuất theo các bước sau:
– Bước 1: Điều chế ammonium nitrate bằng cách cho khí ammonia tác dụng với nitric acid nồng độ trong lò phản ứng trung hòa.
– Bước 2: Cho dung dịch ammonium nitrate (chứa nitric acid dư) tác dụng với bột đá dolomite (CaCO3.MgCO3).
– Bước 3: CAN được làm khô trong máy sấy.
Viết các phương trình hóa học xảy ra trong quá trình sản xuất CAN. Giải thích vì sao phân bón CAN rất đễ chảy rữa, có thể gây nổ ở nhiệt độ cao. Đề xuất biện pháp để bảo quản CAN?
Câu trả lời tốt nhất
(a) X là NH3 lỏng, Y là hỗn hợp N2, H2 chưa phản ứng được dẫn quay vòng lại tháp phản ứng.
(b) Phản ứng:
Bước 1: NH3 + HNO3 → NH4NO3
Bước 2:
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
MgCO3 + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + CO2 + H2O
Phân bón CAN rất dễ chảy rữa vì các muối Ca(NO3)2, NH4NO3 hút ẩm rất mạnh khiến các tinh thể bị phá vỡ và chuyển thành bột ướt.
Phân bón CAN có thể gây nổ vì các muối Ca(NO3)2, NH4NO3 kém bền với nhiệt, tạo nhiều chất khí khi bị nhiệt phân:
Ca(NO3)2 → Ca(NO2)2 + O2
NH4NO3 → N2O + 2H2O
Biện pháp để bảo quản CAN: Đựng trong các túi kín, bảo quản trong râm mát, tránh xa nguồn lửa và các chất cháy, sử dụng các túi có kích thước phù hợp lượng sử dụng mỗi lần, không đè, nén hoặc xếp chồng các túi quá cao.