Question

（9分）（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生下列反应：

N₂（g） + 3H₂O（1）  2NH₃（g） + O₂（g）  ；△H = a kJ·mol^—1

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4．8	5．9	6．0

①此合成反应的a       0；ΔS      0，（填“＞”、“＜”或“＝”）

②已知：N₂（g） + 3H₂（g）2NH₃（g）  ΔH= －92．4kJ·mol^—1

2H₂（g） + O₂（g） 2H₂O（l）    ΔH = －571．6kJ·mol^—1

则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为：                     

（2）①已知：0.5mol液态肼（N₂H₄）与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量，写出该反应的热化学方程式                                               

②又已知H₂O(g)=H₂O(l)  △H=-44kJ•mol^-1。则32g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是                kJ

③此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大优点是      

 

Answer 1

【答案】

（1）①＞、＞  （各1分）

②2N₂（g） + 6H₂O（1） = 4NH₃（g） + 3O₂（g） ΔH=+1530 kJ·mol^-1 （2分）

或者N₂（g） + 3H₂O（1） = 2NH₃（g） + O₂（g） ΔH=+765 kJ·mol^-1 （2分）

（2）①N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(g)  △H=-512kJ. mol^-1（2分）

②688（2分）③产物无污染（1分）

【解析】（1）①随着温度的升高，氨气的含量逐渐增大，说明正反应是吸热反应。反应前后气体的体积是增大的，所以△S大于0。

②考查盖斯定律的应用。根据反应可知①×2－②×3即得到2N₂（g） + 6H₂O（1） = 4NH₃（g） + 3O₂（g），所以反应热是－92．4kJ·mol^—1×2＋571．6kJ·mol^—1×3＝+1530 kJ·mol^-1。

（2）①根据题意可知，1mol肼完全燃烧放出的热量是256kJ×2＝512kJ，所以热化学方程式为N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(g)  △H=-512kJ. mol^-1。

②根据H₂O(g)=H₂O(l)  △H=-44kJ•mol^-1可知N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(l)  △H=-688kJ. mol^-1。32g液态肼是1mol，所以放出的热量是688kJ.

③由于肼的燃烧产物是氮气和水，产物无污染。