Question

11．（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生下列反应，
已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1，
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1，
则2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=1 530 kJ•mol^-1；
（2）饮用水中的 NO₃^-主要来自于NH₄⁺．已知在微生物的作用下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^-．两步反应的能量变化示意图如图：

1mol NH₄⁺全部被氧化成NO₃^-的热化学方程式为NH₄⁺ （aq）+2O₂（g）═NO₃^- （aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-346 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
以上两热化学方程式消去氢气合并，①×2+②×3得到热化学方程式为：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol；
（2）1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）可由两步反应加和得到，热化学方程式为NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346kJ/mol．

解答 解：（1）已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
以上两热化学方程式消去氢气合并，①×2+②×3得到热化学方程式为：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol，
故答案为：+l530kJ/mol；
（2）1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）可由两步反应加和得到，热化学方程式为NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346kJ/mol，
故答案为：NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346kJ/mol．

点评 本题盖斯定律的应用，题目难度不大，注意热化学方程式的处理．