Question

【題目】氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在壓強(qiáng)為30MPa時(shí)，不同溫度時(shí)合成氨平衡混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)如下：

溫度/℃	200	300	400	500	600
氨含量/%	89.9	71.0	47.0	26.4	13.8

請(qǐng)回答：

（1）根據(jù)圖中所示，合成氨的熱化學(xué)方程式為___。

（2）將1molN2(g)和3molH2(g)通入一密閉容器中，在催化劑存在時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量___92.2kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是___；若加入催化劑，ΔH___(填“變大”“變小”或“不變”)。

（3）已知破壞1molN≡N鍵、1molH—H鍵需要吸收的能量分別為946kJ、436kJ，則破壞1molN—H鍵需要吸收的能量為___kJ。

（4）N2H4可視為NH3分子中的一個(gè)H被—NH2取代的產(chǎn)物。發(fā)射衛(wèi)星用N2H4(g)為燃料，以NO2為氧化劑發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O(g)。

已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1。

則1molN2H4與NO2完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___。

Answer 1

【答案】N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1 小于 由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物無法全部轉(zhuǎn)化為生成物 不變 391 N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJmol-1

【解析】

（1）由圖可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

（2）合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)；加入催化劑能降低反應(yīng)的活化能；

（3）根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能進(jìn)行計(jì)算；

（4）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，書寫熱化學(xué)方程式；

（1）由圖可知，1molN2(g)與1.5molH2(g)完全反應(yīng)生成1molNH3(g)的反應(yīng)熱ΔH=-46.1kJ·mol-1，所以合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1；

（2）合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，3molH2和1molN2參與反應(yīng)不可能生成2molNH3，故放出的熱量小于92.2kJ，催化劑可降低反應(yīng)的活化能，可改變反應(yīng)速率但不改變化學(xué)平衡，反應(yīng)熱不變；

（3）已知破壞1molN≡N鍵、1molH—H鍵需要吸收的能量分別為946kJ、436kJ。設(shè)破壞1molN—H鍵需要吸收的能量為x，結(jié)合反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1，根據(jù)ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=946kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-6x=-92.2kJ·mol-1，x=391kJ·mol-1，即破壞1molN—H鍵需要吸收的能量為391kJ；

（4）已知①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1，②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1。依據(jù)蓋斯定律由②×2-①可得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ·mol-1，1molN2H4與NO2完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1。