Question

氮是地球上含量丰富的元素之一．为了科学合理地利用氮元素，科学家一直致力于“人工固氮”新方法的研究．
（1）目前有关人工固氮的主要反应是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
①已知：N≡N的键能是942kJ?mol^-1，H-H的键能是431.2kJ?mol^-1，则N-H的键能是

 

kJ?mol^-1
②某研究小组在400℃、30MPa下，在体积为VL的密闭容器中进行反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），其n（H₂）和n（NH₃）随时间变化的关系如图所示．从开始到平衡时，反应的平均速率H₂的浓度变化表示v（H₂）=

 

．
③在下列措施中，既能加快合成氨化学反应速率，又能提高原料转化率的是

 

．
A．向密闭容器中按原比例再充入原料气    B．向密闭容器中再充入稀有气体
C．缩小容器的体积，增大反应体系的压强D．将氨气液化并及时分离出去
（2）据报道，在常温、常压、光照、催化剂的条件下，N₂也可以与水直接反应生成氨气和氧气，从而实现氮的固定．又已知：2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1，则反应2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．

Answer 1

考点：有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）①反应物总键能-生成物总键能=反应热，据此计算；
②根据化学反应速率v=

△c

△t

来计算；
③根据影响化学反应速率和化学平衡移动的因素来回答；
（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变．

解答： 解：（1）①根据N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1，设N-H的键能是x，则942kJ?mol^-1+3×431.2kJ?mol^-1-2x=-92.4kJ?mol^-1，解得x=388kJ?mol^-1，
故答案为：388；
②根据化学反应速率v=

△c

△t

=

3n2 V

t2

=

3n2

2Vt2

mol/（L?s），故答案为：

3n2

2Vt2

mol/（L?s）；
③A．向密闭容器中按原比例再充入原料气，相当于增大压强，可以加快合成氨化学反应速率，又能使平衡右移，提高原料转化率，故A正确；
B．向密闭容器中再充入稀有气体，各个组分浓度不变，化学反应速率不变，化学平衡不移动，故B错误；
C．缩小容器的体积，增大反应体系的压强，可以加快合成氨化学反应速率，又能使平衡右移，提高原料转化率，故C正确；
D．将氨气液化并及时分离出去，可以减慢反应速率，使化学平衡正向移动，提高原料转化率，故D错误．
故答案为：AC；
（2）已知：①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1；②2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1，根据盖斯定律，反应2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）可以是①×2-3×②得到，即反应的焓变）△H=（-92.4kJ?mol^-1）×2-3（-571.6kJ?mol^-1）=1530kJ?mol^-1．
故答案为：1530．

点评：本题综合考查学生热化学、化学反应速率和平衡移动等方面的知识，属于综合知识的考查，难度不大．