Question

5．合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反应过程的能量变化如图所示．已知N₂（g）与H₂（g）反应生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的热量．
请回答下列问题：
（1）该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E变小（填“大”或“小”）．
（2）起始充入2mol•L^-1 N₂和5.5mol•L^-1 H₂，经过50min，NH₃的浓度为1mol•L^-1，则v（N₂）=0.01mol•L^-1•min^-1、C（H₂）=4mol•L^-1；
（3）已知NH₃（g）=NH₃ （l）△H=-QkJ•mol^-1，书写N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）使用催化剂改变反应途径，降低活化能；
（2）根据浓度变化量之比等于化学计量数之比计算△c（N₂）、△c（H₂），再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂），氢气浓度=氢气起始浓度-氢气浓度变化量；
（3）生成17g NH₃（g），放出46.1kJ的热量，则生成2mol NH₃（g），放出92.2kJ的热量，可得热化学方程式：①．N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （g）△H=-92.2kJ/mol，
又知：②．NH₃（g）=NH₃ （l）△H=-QkJ•mol^-1
根据盖斯定律，①+②×2可得：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）．

解答 解：（1）使用催化剂改变反应途径，降低活化能，故图中E变小，
故答案为：小；
（2）△c（N₂）=$\frac{1}{2}$△c（NH₃）=$\frac{1}{2}$×1mol/L=0.5mol/L，则v（N₂）=$\frac{0.5mol/L}{50min}$=0.01mol/（L．min），
△c（H₂）=$\frac{3}{2}$△c（NH₃）=$\frac{3}{2}$×1mol/L=1.5mol/L，c（N₂）=5.5mol/L-1.5mol/L=4mol/L，
故答案为：0.01；4；
（3）生成17g NH₃（g），放出46.1kJ的热量，则生成2mol NH₃（g），放出92.2kJ的热量，可得热化学方程式：①．N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （g）△H=-92.2kJ/mol，
又知：②．NH₃（g）=NH₃ （l）△H=-QkJ•mol^-1
根据盖斯定律，①+②×2可得：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ•mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ•mol^-1．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡计算、盖斯定律应用等，比较基础，有利于基础知识的巩固．