题目内容

2．氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料，合成搭中每生产1molNH3，放出46.2KJ热量．

（1）工业上合成氨的热化学方程式是N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，断裂1mol N≡N键需要能量946KJ
（2）我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂：铁触媒，温度400℃～500℃，压强：30MPa～50MPa．从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400℃～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的活性，原因之二是增加反应速率，缩短达到平衡的时间；
（3）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造新型燃烧电池．请写出该电池的总反应式N2+3H2+2HCl=2NH4Cl．负极的电极方程式：H2-2e-=2H+．

分析 （1）1molNH3，放出46.2KJ热量，则合成塔中每生成2mol NH3，放出92.4kJ热量，依据热化学方程式写出，标注物质聚集状态和对应反应放出的热量写出热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；依据反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算得到；
（2）依据温度对化学反应速率的影响：升高温度，反应速率加快，反应达到平衡用时间缩短；
（3）总的反应氮气与氢在氯化氢氛围生成氯化铵，负极发生氧化反应，氢气放电生成氢离子，以此书写电极反应式．

解答 解：（1）1molNH3，放出46.2KJ热量，则合成塔中每生成2mol NH3，放出92.4kJ热量，依据热化学方程式写出，标注物质聚集状态和对应反应放出的热量写出热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，3H2+N2?2NH3，反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436+1mol N≡N键能-6×N-H键键能=-92.4，由图知N-H键键能=391KJ，所以断裂1mol N≡N键需要能量是946KJ，
故答案为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；946；
（2）合成氨反应的化学方程式为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，反应物气体的化学计量数大于生成物气体的化学计量数，则加压有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率，升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动，但能增大反应速率，缩短达到平衡的时间．
故答案为：增加反应速率，缩短达到平衡的时间；
（3）总的反应氮气与氢在氯化氢氛围生成氯化铵，所以总的电池反应式为：N2+3H2+2HCl=2NH4Cl，负极发生氧化反应，氢气放电生成氢离子，负极电极反应式为H2-2e-=2H+，
故答案为：N2+3H2+2HCl=2NH4Cl；H2-2e-=2H+．

点评 本题为综合题，考查了热化学方程式的书写，反应热的计算，反应条件的选择，电极反应式的书写，明确化学键与反应热关系，明确原电池工作原理是解题关键，注意反应条件选择既要考虑反应限度，又应考虑反应速率，题目难度中等．

练习册系列答案
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