Question

化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．
Ⅰ．氮的化合物是重要的化工产品．其生产方法也在逐渐改进中，各国科学家均在为提高其产量，降低能耗做各种有益的探究．
（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol． 在该温度时，取1molN₂和3molH₂放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ．其原因是

 

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（2）近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率．从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是

 

；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是

 

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Ⅱ．（1）卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl₂粗产品．从卤水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）₂沉淀；
c．在Mg（OH）₂沉淀中加入盐酸得到MgCl₂溶液，再经蒸发结晶得到MgCl₂?6H₂O；
d．将MgCl₂?6H₂O在一定条件下加热得到无水MgCl₂；
e．电解熔融的氯化镁可得到Mg．
①步骤d中的“一定条件”指的是

 

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②有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）₂得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，你同意该同学的想法吗？为什么？

 

（2）铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U⁴⁺，而不吸附其他元素．其反应原理为

 

（树脂用HR代替），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为：

 

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Answer 1

考点：工业合成氨,海水资源及其综合利用,金属冶炼的一般原理

专题：化学应用

分析：Ⅰ．（1）根据合成氨的反应为可逆反应，反应物不可能完全转化成生成物判断该反应放出的热量；
（2）根据化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成；从温度和压强的角度考虑；
Ⅱ．（1）考虑镁离子的水解，一定条件是防止水解的发生；按要求降低成本和减少污染，电解产物充分利用可达到目的；从氧化镁高熔点考虑；
（2）根据题目信息来书写原理方程式．

解答： 解：Ⅰ．（1）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol可知，生成2mol氨气放出92.4kJ热量，l molN₂和3molH₂放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于可逆反应不可能完全转化，所以生成氨气的物质的量小于2mol，放出的热量小于92.4kJ；
故答案为：该反应是可逆反应，原料气不可能完全反应；
（2）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；传统的合成氨的条件是高温、高压，该方法的优点是低温、低压，这样就节约了能源、降低了对设备的要求，
故答案为：在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；节约了能源、降低了对设备的要求；
Ⅱ．（1）①MgCl₂?6H₂O在一定条件下加热得到无水MgCl₂，若直接加热MgCl₂?6H₂O，会促进Mg²⁺水解，得不到无水MgCl₂，因Mg²⁺水解呈酸性，加盐酸或在氯化氢气流中可抑制Mg²⁺水解，故一定条件为在HCl气流中，目的是抑制Mg²⁺水解；
②氧化镁熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本，故不同意该同学的想法．
故答案为：氯化氢气流中抑制Mg²⁺水解；因为MgO熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本；
（2）螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U⁴⁺，即4HR+U⁴⁺=UR₄+4H⁺，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，即UR₄+4H⁺=4HR+U⁴，
故答案为：4HR+U⁴⁺=UR₄+4H⁺；UR₄+4H⁺=4HR+U⁴．

点评：本题主要考查了电极反应和盐的水解平衡的移动，培养了学生分析问题的能力，注意电化学、化学工艺和生产实际的结合，难度不大．