21. 氨气的合成是人类科学技术上的重大突破。是工业合成氨的主要流程。

（1）氨分离器能将沸点不同的气体分离开来，该过程属于（填“物理”或“化学”）变化，整个流程中能循环使用的物质是（填化学式）。
（2）合成塔中的反应在高温、高压、催化剂的条件下进行。该反应的符号表达式为，该反应所属的基本反应类型是。观察，写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序：（将各图按反应过程的顺序排列）。
（3）$\ce{NH_{3}}$可进一步制得尿素和碳酸氢铵等化肥。是两种化肥的标签。
① 从标签上看，碳酸氢铵不同于尿素的化学性质是。
② 纯净的$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$中氮元素的质量分数为，经检测尿素肥料中含氮量实际为42.3%，则该尿素肥料属于（填“纯净物”或“混合物”）。
③ 上述50 kg碳酸氢铵化肥中至少含有纯净的$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$的质量为多少？（结果保留一位小数）

21. (1) 物理 $\ce{N_{2}、H_{2}}$ (2) $\ce{N_{2} + H_{2}\xrightarrow[催化剂]{高温、高压}NH_{3}}$ 化合反应 ⑤④①②③ (3) ① 受热易分解 ② 46.7% 混合物 ③ 45.1 kg

【分析】
本题围绕工业合成氨及相关化肥知识展开，需逐一分析各小问：
1. 第(1)问：判断变化类型依据是否有新物质生成，分离沸点不同的气体无新物质，属物理变化；合成氨为可逆反应，未反应的氮气、氢气可循环利用。
2. 第(2)问：合成塔反应是氮气和氢气在特定条件下生成氨气，需正确书写符号表达式；反应类型根据反应物和生成物种类判断；催化剂表面反应过程按“分子靠近→分解为原子→原子重组→分子形成→分子离开”的顺序排列。
3. 第(3)问：①从标签中碳酸氢铵需避免高温，推导其化学性质；②计算纯净尿素的氮质量分数，对比实际含氮量判断物质类别；③利用化肥含氮量与纯碳酸氢铵的含氮量关系，列方程计算纯碳酸氢铵的质量。
【解析】
(1) 氨分离器分离沸点不同的气体，仅利用沸点差异分离，无新物质生成，属于物理变化；工业合成氨反应可逆，未反应的$\ce{N_{2}、H_{2}}$可循环使用，故填：物理；$\ce{N_{2}、H_{2}}$。
(2) 合成塔中$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}}$在高温、高压、催化剂条件下反应生成$\ce{NH_{3}}$，符号表达式为$\ce{N_{2} + H_{2}\xrightarrow[催化剂]{高温、高压}NH_{3}}$；该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应；催化剂表面反应过程：先反应物分子靠近催化剂（⑤），再分解为原子（④），原子重新组合成氨分子（①），氨分子在催化剂表面形成（②），最后氨分子离开催化剂（③），顺序为⑤④①②③。
(3) ①从标签可知碳酸氢铵需避免高温，说明其受热易分解；②纯净$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$中氮元素质量分数=$\frac{14×2}{12+16+(14+2)×2}×100\%=\frac{28}{60}×100\%≈46.7\%$；实际尿素含氮量42.3%＜46.7%，说明含杂质，属于混合物；③设至少含纯$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$的质量为x，碳酸氢铵化肥含氮量为15.8%，则50kg化肥中氮元素质量=50kg×15.8%，纯$\ce{NH_{4}HCO_{3}}$中氮元素质量分数=$\frac{14}{14+5+12+16×3}=\frac{14}{79}$，故$x×\frac{14}{79}=50kg×15.8\%$，解得$x≈45.1kg$。
【答案】
(1) 物理；$\ce{N_{2}、H_{2}}$ (2) $\ce{N_{2} + H_{2}\xrightarrow[催化剂]{高温、高压}NH_{3}}$；化合反应；⑤④①②③ (3) ①受热易分解；②46.7%；混合物；③45.1 kg
【知识点】
物理变化与化学变化；化学基本反应类型；化学式相关计算
【点评】
本题以工业合成氨和化肥为载体，综合考查基础概念与计算，知识点覆盖全面，难度适中，能有效检验学生对相关知识的掌握程度。
【难度系数】
0.6