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/molNH2CO2NH4（s）═CO（NH2

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）△H=-159.47kJ/mol
NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ/mol
反应2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=___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）△H=+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）①已知：2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159.47kJ•mol^-1 ①
NH₂CO₂NH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+72.49kJ•mol^-1 ②
将①+②可得：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=（-159.47kJ•mol^-1）+（+72.49kJ•mol^-1）=-86.98KJ/mol，
故答案为：-86.98；
②由于液氨的电离方程式为2NH₃（l）⇌NH₂^-+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+2NH₄Cl，故答案为：COCl₂+4NH₃=CO（NH₂）₂+2NH₄Cl；
（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，
故答案为：高温；
②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，
故答案为：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，且Rh比Fe的催化能力强；
（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↑，故答案为：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，
故答案为：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．