Question

14．工業(yè)上用氨的催化氧化法生產(chǎn)硝酸，硝酸廠產(chǎn)生的廢氣中含有NH₃、NO、NO₂等．
（1）合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．將1mol N₂（g）和3mol H₂（g）充入一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出熱量小于（填“大于”“等于”或“小于”）92kJ，其原因是該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)，1molN₂（g）和3molH₂（g）不能完全反應(yīng)生成2molNH₃（g），因而放出的熱量總小于92kJ，若某1L恒容密閉容器中充有2mol N₂（g）和6mol H₂（g），充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為9mol，則反應(yīng)放出的熱量為138KJ．
（2）已知：

則NO（g）+H₂（g）=$\frac{1}{2}$N₂（g）+H₂O（g）的△H為-330kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.38kJ•mol^-1的意義為1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣時(shí)放出92kJ的熱量，但N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）屬于可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)的特點(diǎn)是正、逆反應(yīng)都不能進(jìn)行到底，因此1 mol N₂（g）和3 mol H₂（g）不能完全反應(yīng)生成2 mol NH₃（g），因而放出的熱量總小于92 kJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為6e^-放熱92KJ，計(jì)算得到充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為9mol時(shí)放出的熱量；
（2）反應(yīng)焓變△H=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的熱量；

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1的意義為1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣時(shí)放出92.38kJ的熱量，但N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）屬于可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)的特點(diǎn)是正、逆反應(yīng)都不能進(jìn)行到底，因此1 mol N₂（g）和3 mol H₂（g）不能完全反應(yīng)生成2 mol NH₃（g），因而放出的熱量總小于92 kJ，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，反應(yīng)進(jìn)行完全電子轉(zhuǎn)移為6e^-放熱92KJ，充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為9mol，放熱138KJ，
故答案為：小于；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)，1molN₂（g）和3molH₂（g）不能完全反應(yīng)生成2molNH₃（g），因而放出的熱量總小于92kJ；138KJ；
（2）轉(zhuǎn)化關(guān)系中斷裂NO中化學(xué)鍵吸收能量為1260KJ×$\frac{1}{2}$=630KJ，斷裂H₂中化學(xué)鍵吸收能量872KJ×$\frac{1}{2}$=436KJ，形成$\frac{1}{2}$N₂放出能量=$\frac{1}{2}$×944KJ=472KJ，形成H₂O放熱=1848KJ×$\frac{1}{2}$=924KJ，則反應(yīng)NO（g）+H₂（g）=$\frac{1}{2}$N₂（g）+H₂O（g）的△H=630KJ+436KJ-（472KJ+924KJ）=-330KJ/mol，
故答案為：-330．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的意義和可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，題目難度不大，注意正確理解可逆反應(yīng)熱化學(xué)方程式的意義．