Question

8．氨（NH₃）、肼（N₂H₄）等含氮化合物在生产、生活中具有重要用途．
（1）肼通常用作火箭燃料，在一定条件下可与N₂O₄反应生成氮气和水，肼用作火箭燃料的优点有：单位质量的燃料燃烧释放的热值高、反应产物无污染，在反应中肼作还原剂（填“氧化剂“成“还原剂”）．
（2）合成氨反应是氮肥等工业的基础．己知在298℃时，氮气与氢气反应生成0.2mol 氨气放出9.22kJ的热量，请写出合成氨反应的热化学方程式：N₂（g）+3H₂?2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol
（3）利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H₂O（l）═H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol¹
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol¹
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₂=-906.5kJ•mol¹
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（l）△H₄
回答下列问题：
①以上四个变化过程中，发生化学键断裂的有3个．
②1molN₂（g）和1mol0₂（g）的总能量小于（填“大于”、“小于”或“等于”）2molNO（g）的能量
③△H₄=-2317kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）肼用作火箭燃料的优点有：单位质量的燃料燃烧释放的热值高，燃烧产物几乎无污染来分析；N₂H₄→N₂，化合价从-2→0价，化合价升高，被氧化做还原剂，据此进行分析；
（2）氮气与氢气反应生成0.2mol 氨气放出9.22kJ的热量，则生成2mol氨气放热92.2KJ，标注物质聚集状态和对应反应焓变写出合成氨反应的热化学方程式；
（3）①化学变化的本质是旧键断裂，新键形成，反应1是物理变化，其余三个是化学变化；
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 ，△H＞0故该反应为吸热反应，即反应物的总能量小于生成物的总能量，据此进行分析；
③H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol^-1 （i）
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （ii）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （iii）
由盖斯定律可知（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l），据此进行分析．

解答 解：（1）肼用作火箭燃料的优点有：单位质量的燃料燃烧释放的热值高，燃烧产物几乎无污染来分析；N₂H₄→N₂，化合价从-2→0价，化合价升高，被氧化做还原剂，
故答案为：反应产物无污染；还原剂；
（2）氮气与氢气反应生成0.2mol 氨气放出9.22kJ的热量，则生成2mol氨气放热92.2KJ，故热化学方程式为N₂（g）+3H₂?2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂?2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol；
（3）①化学变化的本质是旧键断裂，新键形成，反应1是物理变化，其余三个是化学变化，故四个变化过程中，发生化学键断裂的有3个，
故答案为：3；
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 ，△H＞0故该反应为吸热反应，即反应物的总能量小于生成物的总能量，故1molN₂（g）和1mol0₂（g）的总能量小于2molNO（g）的能量，
故答案为：小于；
③H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol^-1 （i）
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （ii）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （iii）
（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l），故△H₄=-906.5-（229.3×5）-（44×6）=-2317kJ•mol^-1，
故答案为：-2317．

点评 本题考查氧化还原反应中还原剂的判断，热化学方程式的书写，以及反应热的计算，本题难度中等．