Question

【题目】工业上可以由N2和H2合成NH3，已知该反应为放热反应。

(1)写出该反应的化学方程式______________。已知：1molN2的共价键断裂吸收的能量为Q1kJ；1molH2的化学键断裂吸收的能量为Q2kJ；形成1molNH3中的化学键释放的能量为Q3kJ。则Q1+3Q2_____2Q3(填“＞”、“＜”或“=”)。

(2)写出加快合成氨反应速率的措施_______________。

(3)工业上也可通过电解的方法由N2制取NH3：2N2 +6H2O4NH3 +3O2，若制得8.96L（标准状况下）NH3，转移电子_____mol。

Answer 1

【答案】3H2+N22NH3 < 适当升温或增大N2的浓度或增加H2的浓度或加入高效催化剂 1.2

【解析】

(1)氮气和氢气在高温高压催化剂的作用下发生反应得到氨气；对于放热反应，新化学键生成释放的能量高于旧键断裂吸收的能量；

(2)从外界条件对化学反应速率的影响分析解答；

(3)根据化学方程式进行计算。

(1)工业上可以由N2和H2在高温高压以及催化剂的条件下合成NH3，即3H2+N22NH3，1molN2的共价键断裂吸收的能量为Q1kJ，1molH2的化学键断裂吸收的能量为Q2kJ；形成1molNH3中的化学键释放的能量为Q3kJ，由于该反应是放热反应，所以新化学键生成释放的能量高于旧键断裂吸收的能量，即Q1+3Q2＜2Q3；

(2)在其他条件不变时，升高温度、增加压强、加催化剂、增加反应物浓度都可以加快反应速率；

(3)若制得标准状况下8.96L NH3，则n(NH3)=8.96L÷22.4L/mol=0.4mol，根据方程式中可知：每反应产生4molNH3，转移12mol电子，则反应产生氨气的物质的量为0.4mol，则转移电子的物质的量为n(e-)=(0.4mol÷4)×12 =1.2mol。