Question

【题目】氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30MPa时，不同温度时合成氨平衡混合气体中NH3的体积分数如下：

温度/℃	200	300	400	500	600
氨含量/%	89.9	71.0	47.0	26.4	13.8

请回答：

（1）根据图中所示，合成氨的热化学方程式为___。

（2）将1molN2(g)和3molH2(g)通入一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量___92.2kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是___；若加入催化剂，ΔH___(填“变大”“变小”或“不变”)。

（3）已知破坏1molN≡N键、1molH—H键需要吸收的能量分别为946kJ、436kJ，则破坏1molN—H键需要吸收的能量为___kJ。

（4）N2H4可视为NH3分子中的一个H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料，以NO2为氧化剂发生反应生成N2和H2O(g)。

已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1。

则1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为___。

Answer 1

【答案】N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1 小于 由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物 不变 391 N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJmol-1

【解析】

（1）由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；

（2）合成氨的反应为可逆反应；加入催化剂能降低反应的活化能；

（3）根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能进行计算；

（4）根据盖斯定律进行计算，书写热化学方程式；

（1）由图可知，1molN2(g)与1.5molH2(g)完全反应生成1molNH3(g)的反应热ΔH=-46.1kJ·mol-1，所以合成氨的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1；

（2）合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，3molH2和1molN2参与反应不可能生成2molNH3，故放出的热量小于92.2kJ，催化剂可降低反应的活化能，可改变反应速率但不改变化学平衡，反应热不变；

（3）已知破坏1molN≡N键、1molH—H键需要吸收的能量分别为946kJ、436kJ。设破坏1molN—H键需要吸收的能量为x，结合反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1，根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=946kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-6x=-92.2kJ·mol-1，x=391kJ·mol-1，即破坏1molN—H键需要吸收的能量为391kJ；

（4）已知①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1，②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1。依据盖斯定律由②×2-①可得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ·mol-1，1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1。