Question

氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：

（1）实验室可用上图所示装置合成氨。

①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO₂^-＋NH₄⁺N₂↑＋2H₂O。

②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N₂、水蒸气、________和________（填化学式）。

（2）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属于________（填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。

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，液氨汽化时________（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ΔH＝________。

Answer

H2 NH3 非氧化还原反应 电能转变为化学能 吸收 －1262kJ·mol－1

【解析】

(1)①合成氨时Fe作反应的催化剂；

②锥形瓶中溶液变红，可知有氨气生成，且为可逆反应；

(2)①图中反应Ⅱ为Li3N与H2O反应生成氨气；

②反应Ⅲ中LiOH电解生成Li、氧气和水；

(3)液氨气化吸收热量，且焓变等于化学键断裂吸收的能量减去成键释放的能量。

(1)①亚硝酸钠具有强氧化性与氯化铵发生氧化还原反应，生成氮气，反应的离子方程式为NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O；

②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨气，因此锥形瓶中酚酞溶液变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、H2、NH3；

(2)①反应Ⅱ是Li3N与水反应生成氨气的过程，反应中没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应；

②反应Ⅲ中氢氧化锂转变为锂、氧气和水，发生了氧化还原反应，属于非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，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，是因为液氨气化时吸收能量，导致周围温度降低；反应4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝391×3×4＋498×3－946×2－463×2×6 kJ·mol－1＝－1 262 kJ·mol－1。