Question

（8分）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(jì)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______(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）

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高，生成物的能量低，所以熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，所以E₁和E₂均減小。

（4）考查蓋斯定律的應(yīng)用，將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到

4NH₃＋6NO=6H₂O＋5N₂    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。

 

Answer 1

（1）N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H＝－92kJ/mol  （2分）

（2）390  （2分）；  （3） 減小，減小 （各1分）

（4） （2分）