Question

（6分）

Ⅰ.图甲是一定的温度和压强下N₂和H₂反应生成1 mol NH₃过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式(ΔH的数值用含字母Q₁、Q₂的代数式表示）:             。

Ⅱ.（1）根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N₂在催化剂(掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生下列反应,

已知:N₂(g）+3H₂(g）== 2NH₃(g）  ΔH=-92.4 kJ·mol^-1,

2H₂(g）+O₂(g）====2H₂O(l） ΔH=-571.6 kJ·mol^-1,

则2N₂(g）+6H₂O(l）== 4NH₃(g）+3O₂(g）   ΔH=                   ;

（2）饮用水中的NO₃^-主要来自于NH₄⁺。已知在微生物的作用下, NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^-。两步反应的能量变化示意图如图乙:

1 mol NH₄⁺全部被氧化成NO₃^-的热化学方程式为                               。

Answer

（每空2分，共6分）

Ⅰ.N2(g）+3H2(g）=2NH3(g） ΔH=2(Q1-Q2）kJ·mol-1

Ⅱ.（1）1530 kJ·mol-1 （2） NH4+ (aq）+2O2(g）= NO3- (aq）+2H+(aq）+H2O(l） ΔH=-346 kJ·mol-1

【解析】

试题分析：Ⅰ.根据图甲可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，即生成1molNH3（g）时放出的热量为（Q2-Q1）kJ，所以工业合成氨的热化学方程式为N2(g）+3H2(g）=2NH3(g） Δ H=2(Q1-Q2）kJ·mol-1。

Ⅱ.（1）根据盖斯定律，一式×2-二式×3=-92.4 kJ·mol-1×2+571.6 kJ·mol-1×3=1530 kJ·mol-1。

（2）根据图像可以写出，第一步反应的热化学方程式为①NH4＋ (aq）+1.5O2(g）=NO2-(g）+2H＋(aq）+H2O(l） ΔH=-273 kJ·mol-1，第二步反应的热化学方程式为②NO2-(aq）+0.5O2(g）=NO3-（g）ΔH=-73 kJ·mol-1，根据盖斯定律①+②得NH4+ (aq）+2O2(g）= NO3- (aq）+2H+(aq）+H2O(l） ΔH=-346 kJ·mol-1。

考点：考查热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，化学图像的分析与判断等知识。