Question

合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），反应过程的能量变化如图所示．已知N₂（g）与H₂（g）反应生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的热量．
请回答下列问题：
（1）该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E变

 

（填“大”或“小”），E的大小对该反应的反应热有无影响？

 

．理由是

 

；
（2）图中△H=

 

kJ?mol^-1；
（3）起始充入2mol?L^-1 N₂和5.5mol?L^-1 H₂，经过50min，NH₃的浓度为1mol?L^-1，
则v（N₂）=

 

mol?L^-1?min^-1、C（H₂）=

 

mol?L^-1；
（4）已知NH₃（g）═NH₃ （l）△H=-QkJ?mol^-1，书写N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,化学平衡建立的过程

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据催化剂降低反应的活化能加快反应速率分析；反应热取决于反应物和生成物的能量变化，活化能和反应热无关；
（2）结合已知N₂（g）与H₂（g）反应生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的热量，分析图象是合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），计算得到；
（3）依据化学平衡三段式列式计算；
（4）结合（2）计算的焓变写出反应的热化学方程式，依据盖斯定律计算所需让化学方程式；

解答： 解：（1）催化剂降低反应的活化能加快反应速率，但不改变平衡，反应热不变，E的大小对该反应的反应热无影响，反应热取决于反应物的总能量和生成物的总能量差；故答案为：小，无，△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差；
（2）已知N₂（g）与H₂（g）反应生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的热量，图象是表示的是反应N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）能量变化，所以生成34g氨气放热92.2kJ，热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol；
故答案为：-92.2；       
（3）起始充入2mol?L^-1 N₂和5.5mol?L^-1 H₂，经过50min，NH₃的浓度为1mol?L^-1，
                N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），
起始浓度（mol/L）  2      5.5       0
转化浓度（mol/L）  0.5     1.5      1
平衡浓度（mol/L）  1.5     4        1
v（N₂）

0.5mol/L

50min

=0.01mol/（L?min）
c（H₂）=4mol/L
故答案为：0.01，4；
（4）依据（2）书写的热化学方程式和盖斯定律计算
①N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol；
②NH₃（g）═NH₃ （l）△H=-QkJ?mol^-1，
依据盖斯定律①+②×2得到N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ?mol^-1；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ?mol^-1．

点评：本题考查了热化学方程式书写方法，化学平衡影响因素的分析判断和计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．