Question

氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。

（1）传统工业上利用氨气合成尿素

①以CO₂与NH₃为原料合成尿素的主要反应如下：

2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)     ΔH＝-159．47kJ/mol

NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)    ΔH＝+72．49kJ/mol

反应2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH＝_____________kJmol。

②液氨可以发生电离：2NH₃(l)NH₂^－+NH₄^＋，COCl₂和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。

（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH₃作储氢材料已知：2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。

①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。

②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。

（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH₃表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH₃，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂。

①写出电解时A极的电极反应式：________________。

②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

Answer

（1）①-86．98 ②COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl；

（2）①高温；②Ru，c点温度较高，且Rh比Fe的催化能力强；

（3）①2Cl--2e-=Cl2；②3Cl2+2NH3=N2+6HCl(或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl)

【解析】

试题分析：①已知：a．2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s) ΔH＝-159．47kJ/mol； b．NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝+72．49kJ/mol将a+b可得：2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) △H=（-159．47kJ/mol）+（+72．49kJ/mol）=-86．98KJ/mol；②由于液氨的电离方程式为2NH3(lNH2－+NH4＋，COCl2 和液氨发生 “复分解”反应生成尿素，而尿素的化学式为CO(NH2)2 ，可知该反应的化学方程式为COCl2 +4NH3= CO(NH2)2 +2NH4 Cl；（2）①△G=△H- T△S＜0，反应可以自发进行，氨气分解为熵增的反应，且△H为增大反应，故反应在高温下可以自发进行；②在相同的温度下，氨气的转化效率越高越好，使用根据图可知，在600℃时催化效果最好的是Ru，b、c点均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快，氨气的转化率较高；（3）①根据图示知道：A电极是电解池的阳极，该电极上发生失电子的氧化反应，可以得到氧化剂，根据离子的放电顺序，即氯离子失电子产生氯气的过程，电极反应式为：2Cl- -2e- =Cl2 ↑；②第二步氧化剂氯气氧化氨氮物质即氨气生成N2 的过程，发生的反应为：3Cl2+2NH3 =N2 +6HCl，或反应产生的HCl再与氨气反应转化为NH4Cl，总反应方程式是3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl。

考点：考查盖斯定律的应用、反应条件的判断、电解原理在垃圾处理的应用的知识。