Question

【题目】氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和防建设中都有广泛的应用．请回答下列问题：
（1）氨气可由N2和H2反应制取，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）反应过程的能量变化如图所示：已知1molN2分子中的化学键断裂时需要吸收942kJ的能量；1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；形成1molN﹣H键时释放390.8kJ的能量．
①图中E的大小对该反应热有无影响？ ． 该反应需要用铁触媒作催化剂，加铁触媒会使图中B点升高还是降低？ ， 理由 ．
②图中△H=kJ/mol．
③如果反应速率v（H2）为0.15mol/（Lmin），则v（N2）=mol/（Lmin），v（NH3）= ．
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气． 已知：N2（g）+2O2（g）=N2O4（l）？△H=﹣19.5kJmol﹣1
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=﹣534.2kJmol﹣1
请写出肼和 N2O4反应的热化学反应方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）无影响；降低；催化剂参与反应,改变了反应路径,降低反应的活化能；﹣94.8；0.05；0.1mol/（L?min）
（2）2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1049.9kJ/mol
【解析】解：（1）①因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，而E为反应的活化能，由于反应热的大小取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，故E的大小对反应热无影响；加入催化剂，改变了反应路径，使反应的活化能减小，即B点降低．所以答案是：无影响；降低；催化剂参与反应，改变了反应路径，降低反应的活化能；②根据反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）结合1molN2分子中的化学键断裂时需要吸收942kJ的能量、1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量、形成1molN﹣H键时释放390.8kJ的能量，可知，反应的反应热△H=942kJ/mol+3×436kJ/mol﹣390.8kJ/mol×6=﹣94.8KJ/mol，

所以答案是：﹣94.8KJ/mol；③由于v（H2）=0.15mol/（Lmin），而化学反应速率之比等于系数之比，故v（N2）= v（H2）=0.05mol/（Lmin），v（NH3）=2v（N2）=0.1mol/（Lmin），所以答案是：0.05；0.1mol/（Lmin）；（2）已知①N2（g）+2O2（g）═N2O4（l），△H=﹣19.5kJ/mol；②N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g），△H=﹣534.7kJ/mol；利用盖斯定律将②×2﹣①可得2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g），△H=（﹣534.7kJ/mol）×2﹣（﹣19.5kJ/mol）=﹣1049.9kJ/mol，

所以答案是：2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1049.9kJ/mol．

【考点精析】根据题目的已知条件，利用反应速率的定量表示方法的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握反应速率的单位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t．