Question

14．工业上用氨的催化氧化法生产硝酸，硝酸厂产生的废气中含有NH₃、NO、NO₂等．
（1）合成氨反应的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．将1mol N₂（g）和3mol H₂（g）充入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出热量小于（填“大于”“等于”或“小于”）92kJ，其原因是该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，1molN₂（g）和3molH₂（g）不能完全反应生成2molNH₃（g），因而放出的热量总小于92kJ，若某1L恒容密闭容器中充有2mol N₂（g）和6mol H₂（g），充分反应后转移电子的物质的量为9mol，则反应放出的热量为138KJ．
（2）已知：

则NO（g）+H₂（g）=$\frac{1}{2}$N₂（g）+H₂O（g）的△H为-330kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.38kJ•mol^-1的意义为1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气时放出92kJ的热量，但N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）属于可逆反应，可逆反应的特点是正、逆反应都不能进行到底，因此1 mol N₂（g）和3 mol H₂（g）不能完全反应生成2 mol NH₃（g），因而放出的热量总小于92 kJ，依据热化学方程式计算电子转移总数为6e^-放热92KJ，计算得到充分反应后转移电子的物质的量为9mol时放出的热量；
（2）反应焓变△H=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的热量；

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1的意义为1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气时放出92.38kJ的热量，但N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）属于可逆反应，可逆反应的特点是正、逆反应都不能进行到底，因此1 mol N₂（g）和3 mol H₂（g）不能完全反应生成2 mol NH₃（g），因而放出的热量总小于92 kJ，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，反应进行完全电子转移为6e^-放热92KJ，充分反应后转移电子的物质的量为9mol，放热138KJ，
故答案为：小于；该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，1molN₂（g）和3molH₂（g）不能完全反应生成2molNH₃（g），因而放出的热量总小于92kJ；138KJ；
（2）转化关系中断裂NO中化学键吸收能量为1260KJ×$\frac{1}{2}$=630KJ，断裂H₂中化学键吸收能量872KJ×$\frac{1}{2}$=436KJ，形成$\frac{1}{2}$N₂放出能量=$\frac{1}{2}$×944KJ=472KJ，形成H₂O放热=1848KJ×$\frac{1}{2}$=924KJ，则反应NO（g）+H₂（g）=$\frac{1}{2}$N₂（g）+H₂O（g）的△H=630KJ+436KJ-（472KJ+924KJ）=-330KJ/mol，
故答案为：-330．

点评 本题考查了热化学方程式的意义和可逆反应的特点，题目难度不大，注意正确理解可逆反应热化学方程式的意义．