Question

氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：

(1)实验室可用下图所示装置合成氨。

①合成氨时，还原铁粉的作用是________________。

②锥形瓶中盛有一定量的水，并滴有几滴酚酞试剂，反应—段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N₂、水蒸气、____________和_________________。

⑵最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。

①图中反应Ⅱ的化学方程式为____________________。

②反应Ⅲ中能量转化的方式是__________________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。

(3)液氨可用作制冷剂，液氨气化时__________(填“释放”或“吸收”)能量；液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示：

共价键	N-H	O=O	N≡N	O-H
键能/kJ·mol^-1	391	498	946	463

则反应 4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g)的反应热△H=____________。

Answer

作催化剂 H2 NH3 Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑ 电能转变为化学能 吸收 -1262 kJ • mol-1

【解析】（1）①合成氨时，还原铁粉可以增大反应的速率，但本身的化学性质和质量在反应前后都没有发生变化，还原铁粉的作用是催化剂；②合成氨是可逆反应，反应混合物中反应物和生成物共存，则气体X的成分为N2、水蒸气、H2和NH3。（2）①反应Ⅱ的化学方程式为Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑ ②反应Ⅲ中能量转化的方式是电能转变为化学能。(3)液氨可用作制冷剂，液氨气化时吸收能量；△H=4×3×391kJ • mol-1+3×498kJ • mol-1-2×946kJ • mol-1-12×463kJ • mol-1=-1262 kJ • mol-1。