Question

【题目】合成氨工业的核心反应是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。

(1)该反应的ΔH=_______kJ/mol。

(2)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1 _____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下，向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量_________46.2 kJ (填“＜”、“＞”或“＝”) 。

(4)关于该反应的下列说法中，正确的是________(填字母)。

A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0

C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0

(5)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s)ΔH1＝－2983.2 kJ/mol 4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2 ＝－2954kJ/mol，则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式：________________________________________________________。

Answer 1

【答案】-92.4 减小 < D P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol

【解析】

(1)从图中采集数据，可得出该反应的ΔH。

(2)催化剂可降低反应的活化能，使反应速率增大。

(3)合成氨反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，由此可求出向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，放出的热量。

(4)该反应为放热的、体积缩小的可逆反应，由此可确定ΔH＜0，ΔS＜0。

(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s)ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①

4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2 ＝－2954kJ/mol ②

利用盖斯定律，将①-②，即得该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式。

(1)从图中采集数据，可得出该反应的ΔH= -92.4kJ/mol。答案为：-92.4；

(2)催化剂可降低反应的活化能，使反应速率增大，E1减小。答案为：减小；

(3)合成氨反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，则0.5mol N2和1.5mol H2放出的热量<46.2 kJ。答案为：<；

(4)该反应为放热的、体积缩小的可逆反应，由此可确定ΔH＜0，ΔS＜0，故选D。答案为：D；

(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s)ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①

4P(s，红磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol ②

利用盖斯定律，将①-②，即得该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol。答案为：P4(s，白磷)= 4P(s，红磷) ΔH=－29.2kJ/mol。