Question

化學是人類進步的關(guān)鍵，化學為人類的生產(chǎn)、生活提供了物質(zhì)保證．
Ⅰ．氮的化合物是重要的化工產(chǎn)品．其生產(chǎn)方法也在逐漸改進中，各國科學家均在為提高其產(chǎn)量，降低能耗做各種有益的探究．
（1）25℃時合成氨反應(yīng)熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol． 在該溫度時，取1molN₂和3molH₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4kJ．其原因是

 

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（2）近年有人將電磁場直接加在氮氣與氫氣反應(yīng)的容器內(nèi)，在較低的溫度和壓強條件下合成氨，獲得了較好的產(chǎn)率．從化學反應(yīng)本質(zhì)角度分析，電磁場對合成氨反應(yīng)的作用是

 

；與傳統(tǒng)的合成氨的方法比較，該方法的優(yōu)點是

 

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Ⅱ．（1）鹵水中蘊含著豐富的鎂資源，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可獲得MgCl₂粗產(chǎn)品．從鹵水中提取鎂的步驟為：
a．將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰，并將石灰制成石灰乳；
b．將石灰乳加入到海水沉淀池中經(jīng)過濾得到Mg（OH）₂沉淀；
c．在Mg（OH）₂沉淀中加入鹽酸得到MgCl₂溶液，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl₂?6H₂O；
d．將MgCl₂?6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂；
e．電解熔融的氯化鎂可得到Mg．
①步驟d中的“一定條件”指的是

 

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②有同學認為：步驟b后可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融的MgO制金屬鎂，這樣可簡化實驗步驟，你同意該同學的想法嗎？為什么？

 

（2）鈾是核反應(yīng)最重要的燃料，已經(jīng)研制成功一種螫合型離子交換樹脂，它專門吸附海水中的U⁴⁺，而不吸附其他元素．其反應(yīng)原理為

 

（樹脂用HR代替），發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液，其反應(yīng)原理為：

 

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Answer 1

考點：工業(yè)合成氨,海水資源及其綜合利用,金屬冶煉的一般原理

專題：化學應(yīng)用

分析：Ⅰ．（1）根據(jù)合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物判斷該反應(yīng)放出的熱量；
（2）根據(jù)化學反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成；從溫度和壓強的角度考慮；
Ⅱ．（1）考慮鎂離子的水解，一定條件是防止水解的發(fā)生；按要求降低成本和減少污染，電解產(chǎn)物充分利用可達到目的；從氧化鎂高熔點考慮；
（2）根據(jù)題目信息來書寫原理方程式．

解答： 解：Ⅰ．（1）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol可知，生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，l molN₂和3molH₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應(yīng)，由于可逆反應(yīng)不可能完全轉(zhuǎn)化，所以生成氨氣的物質(zhì)的量小于2mol，放出的熱量小于92.4kJ；
故答案為：該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，原料氣不可能完全反應(yīng)；
（2）在電磁場的作用下氮氮三鍵更容易斷裂，降低了反應(yīng)所需要的能量，反應(yīng)更容易進行；傳統(tǒng)的合成氨的條件是高溫、高壓，該方法的優(yōu)點是低溫、低壓，這樣就節(jié)約了能源、降低了對設(shè)備的要求，
故答案為：在電磁場的作用下氮氮三鍵更容易斷裂，降低了反應(yīng)所需要的能量，反應(yīng)更容易進行；節(jié)約了能源、降低了對設(shè)備的要求；
Ⅱ．（1）①MgCl₂?6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂，若直接加熱MgCl₂?6H₂O，會促進Mg²⁺水解，得不到無水MgCl₂，因Mg²⁺水解呈酸性，加鹽酸或在氯化氫氣流中可抑制Mg²⁺水解，故一定條件為在HCl氣流中，目的是抑制Mg²⁺水解；
②氧化鎂熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本，故不同意該同學的想法．
故答案為：氯化氫氣流中抑制Mg²⁺水解；因為MgO熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本；
（2）螫合型離子交換樹脂，它專門吸附海水中的U⁴⁺，即4HR+U⁴⁺=UR₄+4H⁺，發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液，即UR₄+4H⁺=4HR+U⁴，
故答案為：4HR+U⁴⁺=UR₄+4H⁺；UR₄+4H⁺=4HR+U⁴．

點評：本題主要考查了電極反應(yīng)和鹽的水解平衡的移動，培養(yǎng)了學生分析問題的能力，注意電化學、化學工藝和生產(chǎn)實際的結(jié)合，難度不大．