Question

2．氨在工农业生产中应用广泛．如图Ⅰ所示曲线a为298K、101KPa时N₂与H₂反应过程中能量变化曲线，图2表示该反应在不同温度下氨的物质的量随时间变化的曲线．

（1）根据图1写出合成氨的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．
（2）图1中改变某条件后，由曲线a变成曲线b，则改变的条件是．
（3）根据图2判断T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁＞ K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）N₂H₄可视为NH₃分子中的H被-NH₂取代的产物．发射卫星的火箭以N₂H₄（g）为燃料、NO₂为氧化剂，二者反应生成N₂和H₂O（g）．
已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ•mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ•mol^-1．
则：6.4g N₂H₄与足量NO₂完全反应时放出的热量为113.57KJ．

Answer 1

分析 （1）图象分析可知是1molN₂与和3molH₂完全反应生成2molNH₃，反应是放热反应，反应的焓变△H=508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，据此写出反应的热化学方程式；
（2）由曲线a变成曲线b，反应的活化能降低，反应的热效应不变；
（3）T₁和T₂相比，温度T₂下到达平衡的时间更短，故反应速率更快，故温度T₂更高，通过比较温度对平衡的影响来分析对平衡常数的影响；
（4）依据热化学方程式的意义和盖斯定律的内容通过合并计算得到热化学方程式．

解答 解：（1）图象分析可知，图象中表示的是1molN₂与和3molH₂氧气完全反应生成2molNH₃，反应是放热反应，反应的焓变△H=508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ•mol^-1 ，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92 kJ•mol^-1．
（2）由曲线a变成曲线b，反应的活化能降低，反应的热效应不变，故改变的条件是使用了催化剂，故答案为：使用了催化剂；
（3）T₁和T₂相比，温度T₂下到达平衡的时间更短，故反应速率更快，故温度T₂更高，而由于此反应放热，温度越高，则平衡左移，平衡常数减小，故T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁＞K₂，故答案为：＞；
（4）①N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol
依据盖斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol，而6.4gN₂H₄的物质的量为0.2mol，故与足量NO₂完全反应时放出的热量为Q=113.57KJ，故答案为：113.57KJ．

点评 本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，应注意的是对于放热反应，升高温度，平衡左移，则平衡常数减小，反之增大，题目较简单．