Question

1．氨氣在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用十分廣泛．
（1）傳統(tǒng)工業(yè)上利用氨氣合成尿素 
①以CO₂與NH₃為原料合成尿素的主要反應(yīng)如下：
2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H═-159.47 kJ•mol^-1
NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H═+72.49 kJ•mol^-1 
反應(yīng)2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H═-86.98kJ•mol^-1． 
②液氨可以發(fā)生電離：2NH₃（l）?NH₂^-+NH₄⁺，COCl₂和液氨發(fā)生“復(fù)分解”反應(yīng)生成尿素，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式COCl₂+4NH₃=CO（NH₂）₂+2NH₄Cl． 
（2）氨氣易液化，便于儲運(yùn)，可利用NH₃作儲氫材料 
已知：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H═+92.4 kJ•mol^-1
①氨氣自發(fā)分解的反應(yīng)條件是高溫（填“低溫”或“高溫”）． 
②其他條件相同，該反應(yīng)在不同催化劑作用下反應(yīng)，相同時間后，氨氣的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1所示． 在600℃時催化效果最好的是Ru（填催化劑的化學(xué)式）．c點氨氣的轉(zhuǎn)化率高于b點，原因是b、c點均未達(dá)到平衡，c點溫度較高，反應(yīng)速率較快，氨氣的轉(zhuǎn)化率較高． 
（3）垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質(zhì)（用NH₃表示）和氯化物，把垃圾滲濾液加入到如圖2所示的電解池（電極為惰性材料）進(jìn)行電解除去NH₃，凈化污水．該凈化過程分兩步：第一步電解產(chǎn)生氧化劑，第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N₂． 
①寫出電解時A極的電極反應(yīng)式：2Cl^--2e^-=Cl₂↑． 
②寫出第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl．

Answer 1

分析 （1）①運(yùn)用蓋斯定律，將所給的反應(yīng)通過加減乘除等變形得到所要求的目標(biāo)反應(yīng)，反應(yīng)熱做相應(yīng)變化即可；
②根據(jù)液氨的電離方程式，結(jié)合尿素的化學(xué)式為CO（NH₂）₂來分析；
（2）①氨氣分解為熵增的反應(yīng)，根據(jù)△G=△H-T△S＜0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行；
②根據(jù)圖可知，在600℃時催化效果最好的是Ru，b、c點均未達(dá)到平衡，c點溫度較高，反應(yīng)速率較快；
（3）根據(jù)信息：該電解池（電極為惰性材料）電解除去NH₃，凈化污水．該凈化過程分兩步：第一步電解產(chǎn)生氧化劑，即產(chǎn)生能將氨氧化為氮氣的物質(zhì)，第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N₂，據(jù)電解池的工作原理結(jié)合發(fā)生的反應(yīng)來回答．

解答 解：①已知：2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159.47kJ•mol^-1 ①
NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ•mol^-1 ②
將①+②可得：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=（-159.47kJ•mol^-1）+（+72.49kJ•mol^-1）=-86.98KJ/mol，
故答案為：-86.98；
②由于液氨的電離方程式為2NH₃（l）?NH₂^-+NH₄⁺，COCl₂和液氨發(fā)生“復(fù)分解”反應(yīng)生成尿素，而尿素的化學(xué)式為CO（NH₂）₂，可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為COCl₂+4NH₃=CO（NH₂）₂+2NH₄Cl，故答案為：COCl₂+4NH₃=CO（NH₂）₂+2NH₄Cl；
（2）①△G=△H-T△S＜0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，氨氣分解為熵增的反應(yīng)，且△H為增大反應(yīng)，故反應(yīng)在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：高溫；
②根據(jù)圖可知，在600℃時催化效果最好的是Ru，b、c點均未達(dá)到平衡，c點溫度較高，反應(yīng)速率較快，氨氣的轉(zhuǎn)化率較高，
故答案為：Ru；b、c點均未達(dá)到平衡，c點溫度較高，反應(yīng)速率較快，氨氣的轉(zhuǎn)化率較高；
（3）①根據(jù)圖示知道：A電極是電解池的陽極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，可以得到氧化劑，根據(jù)離子的放電順序，即氯離子失電子產(chǎn)生氯氣的過程，電極反應(yīng)式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②第二步氧化劑氯氣氧化氨氮物質(zhì)即氨氣生成N₂的過程，發(fā)生的反應(yīng)為：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl，故答案為：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl．

點評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用以及根據(jù)新信息來書寫化學(xué)方程式，反應(yīng)自發(fā)性判斷、化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡影響因素，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力、對知識的應(yīng)用能力，難度中等．