Question

4．氮?dú)馀c氫氣合成氨是化學(xué)工業(yè)中極為重要的反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式可表示為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）取1mol N₂（g）和3mol H₂（g）放在一密閉容器中，在催化劑存在時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量小于（填“大于”“等于”或“小于”）92kJ，原因   是由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物無(wú)法全部轉(zhuǎn)化為生成物；若加入催化劑，△H不變（填“變大”“變小”或“不變”）．
（2）已知：破壞1mol N≡N鍵、1mol H-H鍵需要吸收的能量分別為：946kJ、436kJ，則破壞1mol N-H鍵需要吸收的能量為391kJ．
（3）N₂H₄可視為NH₃分子中的一個(gè)H被-NH₂取代的產(chǎn)物．發(fā)射衛(wèi)星用N₂H₄（g）為燃料，NO₂為氧化劑，生成N₂和H₂O（g）．
已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ•mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ•mol^-1．
則：1mol N₂H₄與NO₂完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+NO₂（g）═$\frac{3}{2}$N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)可逆反應(yīng)進(jìn)行不徹底的特點(diǎn)來(lái)解答，催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，反應(yīng)焓變不變；
（2）化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式計(jì)算焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物的總鍵能，以此計(jì)算；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式的意義和蓋斯定律的內(nèi)容通過(guò)合并計(jì)算得到熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，3mol H₂，1mol N₂充分參與反應(yīng)也不可能生成2molNH₃，故放出的熱量小于92KJ的熱量，催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，反應(yīng)焓變不變；
故答案為：小于；由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物無(wú)法全部轉(zhuǎn)化為生成物，不變；
（2）已知：分別破壞1mol N≡N鍵、1mol H-H鍵需要吸收的能量為：946kJ、436kJ，設(shè)破壞1mol N-H鍵需要吸收的能量為x，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ•mol^-1，焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物的總鍵能，946kJ/mol+3×436kJ/mol-6x=92.2KJ/mol，x=391KJ/mol，破壞1mol N-H鍵需要吸收的能量為：391KJ；
故答案為：391；
（3）：①N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol，1mol N₂H₄與NO₂完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（g）+NO₂（g）═$\frac{3}{2}$N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85 kJ•mol^-1；
故答案為：N₂H₄（g）+NO₂（g）═$\frac{3}{2}$N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，依據(jù)鍵能計(jì)算焓變，注意催化劑不影響焓變，改變反應(yīng)的活化能，題目較簡(jiǎn)單．