Question

4．工业上可以由N₂和H₂在高温高压以及催化剂的条件下合成NH₃，已知该反应为放热反应．
（1）写出该反应的化学方程式3H₂+N₂$\stackrel{高温高压催化剂}{?}$2NH₃．已知：1molN₂的共价键断裂吸收的能量为Q₁kJ； 1molH₂的化学键断裂吸收的能量为Q₂kJ；形成1molNH₃中的化学键释放的能量为Q₃kJ．则Q₁+3Q₂＜2Q₃  （填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）写出加快合成氨反应速率的两条措施升高温度、增加反应物的浓度
（3）工业上也可通过电解的方法由N₂制取NH₃：2N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4NH₃+3O₂，若制得8.96L（标准状况下）NH₃，需要N₂5.6g．

Answer 1

分析 （1）氮气和氢气在高温高压催化剂的作用下发生反应得到氨气；放热反应新化学键生成释放的能量高于就见断裂吸收的能量；
（2）升高温度，增加压强、加催化剂、增加反应物浓度都可以加快反应速率；
（3）根据化学方程式进行计算．

解答 解：（1）工业上可以由N₂和H₂在高温高压以及催化剂的条件下合成NH₃，即3H₂+N₂$\stackrel{高温高压催化剂}{?}$2NH₃，1molN₂的共价键断裂吸收的能量为Q₁kJ； 1molH₂的化学键断裂吸收的能量为Q₂kJ；形成1molNH₃中的化学键释放的能量为Q₃kJ，该反应是放热反应，所以新化学键生成释放的能量高于就见断裂吸收的能量，即Q₁+3Q₂＜2Q₃，故答案为：3H₂+N₂$\stackrel{高温高压催化剂}{?}$2NH₃；＜；
（2）升高温度，增加压强、加催化剂、增加反应物浓度都可以加快反应速率，故答案为：升高温度；增加反应物浓度（加催化剂、增加压强）；
（3）若制得8.96L即0.4mol（标准状况下）NH₃，需要N₂0.2mol，质量是0.2mol×28g/mol=5.6g，故答案为：5.6．

点评 本题综合考查化学平衡移动问题，为高考常见题型，侧重于考查学生的分析能力，本题可从压强对平衡移动影响的角度分析，难度中等．