1165、在NH3、HN03、H2SO4的工业生产中,具有的共同点是( )。

这是一道关于化工生产工艺比较的题目。我们需要分析氨气（$NH_3$）、硝酸（$HNO_3$）和硫酸（$H_2SO_4$）的工业生产流程，找出它们的共同点。 **1. 各物质的工业生产原理及关键步骤分析：** * **氨气 ($NH_3$) - 哈伯法 (Haber Process)** * **原料**：氮气 ($N_2$) 和氢气 ($H_2$)。 * **反应方程式**：$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$ * **条件**：高温、高压、**催化剂**（通常为铁触媒）。 * **设备**：合成塔、冷凝器、分离器等。虽然后续处理可能涉及吸收，但核心合成步骤是在合成塔中进行的催化反应。 * **硝酸 ($HNO_3$) - 奥斯特瓦尔德法 (Ostwald Process)** * **原料**：氨气 ($NH_3$)、空气（氧气）、水。 * **关键步骤1（氨的催化氧化）**：$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow[\Delta]{催化剂} 4NO + 6H_2O$。这里使用了**催化剂**（铂铑合金网）。 * **关键步骤2**：$2NO + O_2 = 2NO_2$。 * **关键步骤3（吸收）**：$3NO_2 + H_2O = 2HNO_3 + NO$。这一步在**吸收塔**中进行。 * **尾气处理**：由于反应可逆及效率问题，尾气中含有氮氧化物，需要**尾气吸收装置**处理以防污染。 * **硫酸 ($H_2SO_4$) - 接触法 (Contact Process)** * **原料**：硫铁矿或硫磺、空气、水。 * **关键步骤1**：造气（生成 $SO_2$）。 * **关键步骤2（二氧化硫催化氧化）**：$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$。这里使用了**催化剂**（五氧化二钒 $V_2O_5$）。 * **关键步骤3（吸收）**：用98.3%的浓硫酸吸收 $SO_3$。这一步在**吸收塔**中进行。 * **尾气处理**：尾气中可能含有少量 $SO_2$，通常需要**尾气吸收装置**处理。 **2. 选项逐一排查：** * **A. 使用吸收塔设备** * $HNO_3$ 生产：需要用水吸收 $NO_2$，使用吸收塔。 * $H_2SO_4$ 生产：需要用浓硫酸吸收 $SO_3$，使用吸收塔。 * $NH_3$ 生产：主要过程是气体合成，产物通过冷却液化分离，通常不强调“吸收塔”作为核心特征设备（尽管工业上可能有水洗回收微量氨，但这不是其标志性工艺单元，且与前两者性质不同）。更重要的是，相比催化剂，吸收塔不是三者最本质的化学工程共同点。但在某些语境下，如果仅看后两者有，前者没有，则排除。即便认为氨厂有吸收环节，我们看其他选项是否有更强的共同性。 * *判定*：不是最典型的共同点，尤其是对于合成氨而言。 * **B. 使用尾气吸收装置** * $HNO_3$ 和 $H_2SO_4$ 生产确实需要严格的尾气处理以符合环保要求。 * 现代 $NH_3$ 工厂也有放空回收系统，但“尾气吸收装置”通常特指处理酸性废气（如 $NO_x$, $SO_2$）的设备。合成氨的主要挑战在于循环利用未反应的 $N_2$ 和 $H_2$，而非典型的“尾气吸收”。此选项不如D普遍和核心。 * **C. 使用 $H_2$ 作原料** * $NH_3$：需要 $H_2$。 * $HNO_3$：原料是 $NH_3$，间接来自 $H_2$，但直接原料不含 $H_2$ 气体参与氧化过程。 * $H_2SO_4$：原料是硫或硫铁矿，不需要 $H_2$。 * *判定*：错误。 * **D. 使用催化剂** * $NH_3$：合成氨反应必须使用**铁催化剂**来加快反应速率。 * $HNO_3$：氨氧化生成 $NO$ 的步骤必须使用**铂铑合金催化剂**。 * $H_2SO_4$：$SO_2$ 氧化生成 $SO_3$ 的步骤必须使用**五氧化二钒催化剂**。 * *判定*：正确。这三种重要的无机化工产品，其核心化学反应步骤均依赖于催化剂来提高效率和产能。这是它们最显著的共同工艺特征。 **结论：** 三种物质的工业生产中，核心化学反应步骤都使用了催化剂。 故正确答案为 **D**。