Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N₂(g)和H₂(g)反應(yīng)生成1mol NH₃(g)過程中能量變化示意圖，請寫出N₂和H₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                                         。

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵	H－H	N≡N
鍵能/kJ·mol－1	435	943

 

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計算N-H的鍵能          kJ·mol^－1。

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E₁和E₂的變化是：E₁                ，E₂______，

△H        (填“增大”、“減小”、“不變”)。

（4）用NH₃催化還原NO_X還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

若1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱△H₃＝        kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）N₂(g)＋2H₂(g)2NH₃(g)△H＝－92kJ/mol

(2) 390   (3) 減小  減小  不變  (4)  

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成1mol氨氣放出300kJ－254kJ＝46kJ熱量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋2H₂(g)2NH₃(g)△H＝－92kJ/mol。

（2）反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設(shè)N－H的鍵能為x，則943+3×435-6x＝-92，解得x＝390，故N－H的鍵能為390kJ。

（3）加入催化劑，反應(yīng)物和生成物的活化能都降低，故答案為：減�。粶p��；但催化劑不能影響反應(yīng)熱，所以該反應(yīng)的△H不變。

（4）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）＝2N₂（g）+6H₂O（g）   △H₁＝akJ/mol、②N₂（g）+O₂（g）＝2NO（g）△H₂＝bkJ/mol，利用蓋斯定律將（①－3×②）÷4即得到反應(yīng)NH₃（g）+NO（g）＝N₂（g）+H₂O（g），所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H₃＝kJ/mol。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式書寫、外界條件對反應(yīng)熱的影響以及鍵能的計算