Question

【题目】（1）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，下图是N2(g)和H2(g)反应生成lmol 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。使用铁触媒后的变化是：E1_______，△H________ (填“增大”、“减小、” “不变”）。

（4）用NH3催化还原NO2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－1

N2(g)＋O2(g)=2NO(g) △H2=bkJ·mol－1

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

【答案】 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJmol-1 390 减小 不变 （a-3b）/4

【解析】试题分析：本题考查反应热的计算，盖斯定律的应用。

（1）由图可见反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应生成1molNH3（g）的ΔH=E1-E2=（254-300）kJ/mol=-46kJ/mol，N2和H2反应生成1molNH3（g）的热化学方程式为1/2N2（g）+3/2H2（g）NH3（g）ΔH=-46kJmol-1。N2和H2反应的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJmol-1。

（2）N2（g）+3H2（g）2NH3（g）ΔH=-92kJmol-1，ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=E（NN）+3E（H-H）-6E（N-H）=943kJ/mol+3435kJ/mol-6E（N-H）=-92kJ/mol，E（N-H）=390kJ/mol，N-H的键能为390kJ/mol。

（3）催化剂能降低反应的活化能，不改变ΔH；合成氨反应通常用铁触媒作催化剂，使用铁触媒后的变化是：E1减小，ΔH不变。

（4）将题中两个热化学方程式编号：

4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g) △H1=akJ·mol－1（①式）

N2(g)＋O2(g)=2NO(g) △H2=bkJ·mol－1（②式）

应用盖斯定律，将①式-②式3得4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（g）ΔH=ΔH1-3ΔH2=（a-3b）kJ/mol，则1mol NH3还原NO至N2，该反应过程中的反应热△H3=（a-3b）/4kJ/mol 。