Question

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______，

△H        (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）。

 

Answer 1

【答案】

（1）N₂(g)＋2H₂(g)2NH₃(g)△H＝－92kJ/mol

(2) 390   (3) 减小  减小  不变  (4)  

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出300kJ－254kJ＝46kJ热量，则反应的热化学方程式为N₂(g)＋2H₂(g)2NH₃(g)△H＝－92kJ/mol。

（2）反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N－H的键能为x，则943+3×435-6x＝-92，解得x＝390，故N－H的键能为390kJ。

（3）加入催化剂，反应物和生成物的活化能都降低，故答案为：减小；减小；但催化剂不能影响反应热，所以该反应的△H不变。

（4）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）＝2N₂（g）+6H₂O（g）   △H₁＝akJ/mol、②N₂（g）+O₂（g）＝2NO（g）△H₂＝bkJ/mol，利用盖斯定律将（①－3×②）÷4即得到反应NH₃（g）+NO（g）＝N₂（g）+H₂O（g），所以该反应的反应热△H₃＝kJ/mol。

考点：考查盖斯定律的应用、热化学方程式书写、外界条件对反应热的影响以及键能的计算