Question

1．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）△H=-159.47kJ•mol^-1
NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ•mol^-1
反应2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=-86.98 kJ•mol^-1．
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COCl₂+4NH₃═CO（NH₂）₂+2NH₄Cl．
（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）△H=+92.4kJ•mol^-1
①氨气自发分解的反应条件是高温（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Ru（填催化剂的化学式）．c点氨气的转化率高于b点，原因是b、c点均未到达平衡，c点温度高，且Ru比Fe的催化能力强，反应速率越快，氨气的转化率越高．

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
根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ可得：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）；
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，还生成NH₄Cl；
（2）①△H-T△S＜0反应自发进行；
②相同温度下，氨气转化率越大，说明反应速率越快，催化剂的催化效果越好；
b、c点均未到达平衡，温度越高、催化剂能力越强，反应速率越快，氨气的转化率越高．

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
根据盖斯定律，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，
故答案为：-86.98；
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，还生成NH₄Cl，该反应方程式为：COCl₂+4NH₃═CO（NH₂）₂+2NH₄Cl，
故答案为：COCl₂+4NH₃═CO（NH₂）₂+2NH₄Cl；
（2）①正反应△H＞0，△S＞0，△H-T△S＜0反应自发进行，故该反应在高温下具有自发性，
故答案为：高温；
②相同温度下，氨气转化率越大，说明反应速率越快，催化剂的催化效果越好，由图可知Ru的催化效果最好；
b、c点均未到达平衡，c点温度高，且Ru比Fe的催化能力强，反应速率越快，氨气的转化率越高，
故答案为：Ru；b、c点均未到达平衡，c点温度高，且Ru比Fe的催化能力强，反应速率越快，氨气的转化率越高．

点评 本题考查反应热计算、反应自发性、读图获取信息能力等，侧重考查学生运用知识分析解决问题能力，难度中等．