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=-159.47kJ•mol^-1
NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ•mol^-1
反應(yīng)2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=-86.98 kJ•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=+92.4kJ•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(diǎn)氨氣的轉(zhuǎn)化率高于b點(diǎn)，原因是b、c點(diǎn)均未到達(dá)平衡，c點(diǎn)溫度高，且Ru比Fe的催化能力強(qiáng)，反應(yīng)速率越快，氨氣的轉(zhuǎn)化率越高．

Answer 1

分析 （1）①已知：Ⅰ．2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159.47kJ•mol^-1
Ⅱ．NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ可得：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）；
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，還生成NH₄Cl；
（2）①△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；
②相同溫度下，氨氣轉(zhuǎn)化率越大，說明反應(yīng)速率越快，催化劑的催化效果越好；
b、c點(diǎn)均未到達(dá)平衡，溫度越高、催化劑能力越強(qiáng)，反應(yīng)速率越快，氨氣的轉(zhuǎn)化率越高．

解答 解：（1）①已知：Ⅰ．2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159.47kJ•mol^-1
Ⅱ．NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ可得：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g），△H=-159.47kJ•mol^-1
+72.49kJ•mol^-1=-86.98kJ•mol^-1，
故答案為：-86.98；
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，還生成NH₄Cl，該反應(yīng)方程式為：COCl₂+4NH₃═CO（NH₂）₂+2NH₄Cl，
故答案為：COCl₂+4NH₃═CO（NH₂）₂+2NH₄Cl；
（2）①正反應(yīng)△H＞0，△S＞0，△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故該反應(yīng)在高溫下具有自發(fā)性，
故答案為：高溫；
②相同溫度下，氨氣轉(zhuǎn)化率越大，說明反應(yīng)速率越快，催化劑的催化效果越好，由圖可知Ru的催化效果最好；
b、c點(diǎn)均未到達(dá)平衡，c點(diǎn)溫度高，且Ru比Fe的催化能力強(qiáng)，反應(yīng)速率越快，氨氣的轉(zhuǎn)化率越高，
故答案為：Ru；b、c點(diǎn)均未到達(dá)平衡，c點(diǎn)溫度高，且Ru比Fe的催化能力強(qiáng)，反應(yīng)速率越快，氨氣的轉(zhuǎn)化率越高．

點(diǎn)評 本題考查反應(yīng)熱計算、反應(yīng)自發(fā)性、讀圖獲取信息能力等，側(cè)重考查學(xué)生運(yùn)用知識分析解決問題能力，難度中等．