Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，
（1）如图是N₂（g）和H₂（g）反应生成1mol NH₃（g）过程中能量变化示意图，请写出N₂和H₂反应的热化学方程式：

 

；
（2）若已知下列数据：

化学键	H-H	N≡N
键能/kJ?mol-1	435	943

试根据表中及图中数据计算N-H的键能

 

kJ?mol^-1
（3）合成氨反应通常用铁触媒作催化剂．使用铁触媒后E₁和E₂的变化是：E₁

 

，E₂

 

（填“增大”、“减小、”“不变”）．
（4）用NH₃催化还原NO_X还可以消除氮氧化物的污染．例如
4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=akJ/mol
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H₂=bkJ/mol
若1mol NH₃还原NO至N₂，则该反应过程中的反应热△H₃=

 

kJ/mol（用含a、b的式子表示）

Answer 1

分析：（1）先求出此反应的焓变，根据热化学方程式的书写规则再写出热化学方程式；
（2）根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
（3）加入催化剂，反应物和生成物的活化能都降低；
（4）利用盖斯定律计算．

解答：解：（1）反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出46kJ热量，则反应的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
（2）反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N-H的键能为x，
则943+3×435-6x=-92，x=390，故答案为：390；
（3）加入催化剂，反应物和生成物的活化能都降低，故答案为：减小；减小；
（4）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=akJ/mol
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H₂=bkJ/mol
利用盖斯定律将

①-3②

4

可得NH₃（g）+

3

2

NO（g）=

5

4

N₂（g）+

3

2

H₂O（g）△H₃=

a-3b

4

kJ/mol，
故答案为：

a-3b

4

．

点评：本题考查综合考查化学反应与能量变化知识，注意物质的总能量、键能与反应热的计算关系，把握盖斯定律的计算方法，题目难度中等．