Question

8．氨（NH₃）、肼（N₂H₄）等含氮化合物在生產(chǎn)、生活中具有重要用途．
（1）肼通常用作火箭燃料，在一定條件下可與N₂O₄反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，肼用作火箭燃料的�?yōu)點(diǎn)有：單位質(zhì)量的燃料燃燒釋放的熱值高、反應(yīng)產(chǎn)物無污染，在反應(yīng)中肼作還原劑（填“氧化劑“成“還原劑”）．
（2）合成氨反應(yīng)是氮肥等工業(yè)的基礎(chǔ)．己知在298℃時，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成0.2mol 氨氣放出9.22kJ的熱量，請寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂（g）+3H₂?2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol
（3）利用NH₃的還原性可消除氮氧化物的污染，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：
H₂O（l）═H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol¹
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol¹
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₂=-906.5kJ•mol¹
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（l）△H₄
回答下列問題：
①以上四個變化過程中，發(fā)生化學(xué)鍵斷裂的有3個．
②1molN₂（g）和1mol0₂（g）的總能量小于（填“大于”、“小于”或“等于”）2molNO（g）的能量
③△H₄=-2317kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）肼用作火箭燃料的優(yōu)點(diǎn)有：單位質(zhì)量的燃料燃燒釋放的熱值高，燃燒產(chǎn)物幾乎無污染來分析；N₂H₄→N₂，化合價從-2→0價，化合價升高，被氧化做還原劑，據(jù)此進(jìn)行分析；
（2）氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成0.2mol 氨氣放出9.22kJ的熱量，則生成2mol氨氣放熱92.2KJ，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（3）①化學(xué)變化的本質(zhì)是舊鍵斷裂，新鍵形成，反應(yīng)1是物理變化，其余三個是化學(xué)變化；
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 ，△H＞0故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，據(jù)此進(jìn)行分析；
③H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol^-1 （i）
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （ii）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （iii）
由蓋斯定律可知（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l），據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 解：（1）肼用作火箭燃料的優(yōu)點(diǎn)有：單位質(zhì)量的燃料燃燒釋放的熱值高，燃燒產(chǎn)物幾乎無污染來分析；N₂H₄→N₂，化合價從-2→0價，化合價升高，被氧化做還原劑，
故答案為：反應(yīng)產(chǎn)物無污染；還原劑；
（2）氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成0.2mol 氨氣放出9.22kJ的熱量，則生成2mol氨氣放熱92.2KJ，故熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂?2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂?2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol；
（3）①化學(xué)變化的本質(zhì)是舊鍵斷裂，新鍵形成，反應(yīng)1是物理變化，其余三個是化學(xué)變化，故四個變化過程中，發(fā)生化學(xué)鍵斷裂的有3個，
故答案為：3；
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 ，△H＞0故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，故1molN₂（g）和1mol0₂（g）的總能量小于2molNO（g）的能量，
故答案為：小于；
③H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=44.0kJ•mol^-1 （i）
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （ii）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （iii）
（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l），故△H₄=-906.5-（229.3×5）-（44×6）=-2317kJ•mol^-1，
故答案為：-2317．

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)中還原劑的判斷，熱化學(xué)方程式的書寫，以及反應(yīng)熱的計算，本題難度中等．