Question

【题目】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。

（1）下图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量的变化示意图，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）用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。

已知：①4NH3(g)＋3O2(g)═2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－akJ·mol－1

②N2(g)＋O2(g)═2NO(g) ΔH2＝－bkJ·mol－1

若1molNH3还原NO至N2，则该反应过程中的热化学方程式：________。(用含a、b的式子表示ΔH3)。

（4）捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：

反应 Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1

反应 Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2

反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3

则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3＝________________。

Answer 1

【答案】N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol 390 NH3(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g)，△H3=kJ·mol－1 2△H2-△H1

【解析】

(1)、先求出此反应的焓变，根据热化学方程式的书写规则再写出热化学方程式；

(2)、根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；

(3)、利用盖斯定律计算；

(4)、利用盖斯定律计算。

(1)、反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出46kJ热量，则反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol；

故答案为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol；

(2)、反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N- H的键能为x，则943kJ/mol+3×435kJ/mol-6x= -92kJ/mol，解得x= 390kJ/mol；

故答案为390；

(3)、已知①4NH3(g)＋3O2(g)═2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－akJ·mol－1

②N2(g)＋O2(g)═2NO(g) ΔH2＝－bkJ·mol－1

利用盖斯定律将①-3×②可得4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)，△H=a-3b kJ·mol－1

故答案为NH3(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g)，△H3=kJ·mol－1

(4)、根据反应反应 Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1

反应 Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2

反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3可知：反应Ⅲ=反应II×2-反应I，因此△H3 =2△H2-△H1；

故答案为2△H2-△H1。