Question

19．工業(yè)上可由N₂ 和H₂合成NH₃．已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)．
（l）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式N₂+3H₂ $?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃．寫出 NH₃的電子式
（2）已知1moIN₂中的共價鍵斷裂吸收Q_lkJ的能量：1moIH₂中的共價鍵斷裂吸收Q₂kJ 的能量：形成1moIN-H鍵釋放Q₃kJ的能量．則合成氨反應(yīng)生成1mol NH₃時放出的能量為$\frac{6{Q}_{3}-（{Q}_{1}+{3Q}_{2}）}{2}$kJ．
（3）工業(yè)上可通過電解的方法由N₂制取NH₃：2N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4NH₃+3O₂，若制得89.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的NH₃，需要N₂2mol，同時轉(zhuǎn)移12mol電子．

Answer 1

分析 （1）氮氣和氫氣在高溫高壓催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)得到氨氣；氨氣是共價化合物，N原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu)，氫原子為2電子結(jié)構(gòu)；
（2）對于放熱反應(yīng)，放出的熱量為成鍵放出的總能量減去斷鍵吸收的總能量；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式的計量關(guān)系計算氮氣物質(zhì)的量以及轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）工業(yè)上可以由N₂和H₂在高溫高壓以及催化劑的條件下合成NH₃，即N₂+3H₂ $?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃；氨氣是共價化合物，氨氣的電子式為：，故答案為：N₂+3H₂ $?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃；；
（2）1molN₂的共價鍵斷裂吸收的能量為Q₁kJ，1molH₂的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為Q₂kJ，形成1moIN-H鍵釋放Q₃kJ，1molNH₃中有3molN-H鍵，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以新化學(xué)鍵形成釋放的總能量減去舊鍵斷裂吸收的總能量等于該反應(yīng)放出的能量，根據(jù)方程式的計量關(guān)系可知：生成1mol NH₃時放出的能量為$\frac{6{Q}_{3}-（{Q}_{1}+{3Q}_{2}）}{2}$，故答案為：$\frac{6{Q}_{3}-（{Q}_{1}+{3Q}_{2}）}{2}$；
（3）若制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下89.6LNH₃，物質(zhì)的量為$\frac{89.6L}{22.4L/mol}$=4mol，根據(jù)計量關(guān)系2N₂～4NH₃～12e^-，可知需要N₂物質(zhì)的量為2mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為12mol，故答案為：2；12．

點評 本題考查化學(xué)方程式、電子式的書寫、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、化學(xué)方程式的有關(guān)計算，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的考查，難度不大．