Question

（8分）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，

（1）上图是N₂(g)和H₂(g)反应生成1mol NH₃(g)过程中能量变化示意图，请写出N₂和H₂反应的热化学方程式：                                         ；

（2）若已知下列数据：

化学键	H－H	N≡N
键能/kJ·mol－1	435	943

试根据表中及图中数据计算N-H的键能        kJ·mol^－1

（3）合成氨反应通常用铁触媒作催化剂。使用铁触媒后E₁和E₂的变化是：E₁______，E₂______(填“增大”、“减小、”“不变”)。

（4）用NH₃催化还原NO_X还可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH₃(g)+3O₂(g)  2N₂(g)+6H₂O(g)；△H₁= akJ·mol^-1

N₂(g)+O₂(g)   2NO(g)；△H₂= bkJ/mol

若1mol NH₃还原NO至N₂，则该反应过程中的反应热△H₃=     kJ/mol（用含a、b的式子表示）

【解析】（1）根据反应进程可判断反应物的能量高，生成物的能量低，所以热化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反应热就是断键吸收的能量和成键所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应热，所以E₁和E₂均减小。

（4）考查盖斯定律的应用，将已知的2个热化学方程式叠加即得到

4NH₃＋6NO=6H₂O＋5N₂    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH₃还原NO至N₂，则该反应过程中的反应热 kJ/mol。

 

Answer 1

（1）N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H＝－92kJ/mol  （2分）

（2）390  （2分）；  （3） 减小，减小 （各1分）

（4） （2分）