Question

Ⅰ.图甲是在一定温度和压强下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）在微生物作用的条件下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：

①第一步反应是________反应(填“放热”或“吸热”），判断依据是______________________________________。

②1  mol NH₄⁺ (aq） 全部氧化成NO₃^-(aq）的热化学方程式是__          ________。

Answer

(每空2分共10分）Ⅰ.N2(g）+3H2(g）====2NH3(g） ΔH=2(Q1-Q2）kJ·mol-1（2分）

Ⅱ.（1） +1 530 kJ·mol-1（2分） （2） ①放热（2分）

ΔH＝－273 kJ·mol－1<0(或反应物总能量大于生成物总能量）（2分）

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

【解析】

试题分析：Ⅰ.由图分析，氮气和氢气反应生成1摩尔氨气反应放出的热量为Q1-Q2，则该热化学方程式为N2(g）+3H2(g）====2NH3(g） ΔH=2(Q1-Q2）kJ·mol-1。Ⅱ.（1）根据盖斯定律分析，反应①×2-反应②×3即可得热化学反应为：2N2(g）+6H2O(l）4NH3(g）+3O2(g） ΔH=-92.4×2-（-571.6×3）= +1 530 kJ·mol-1 （2） ①从图像分析，第一步反应中ΔH＝－273 kJ·mol－1<0该反应为放热反应。②根据盖斯定律分析，反应①+反应②即可得到热化学方程式为：NH4+ (aq）＋2O2(g）===2H＋(aq）＋NO3- (aq）＋H2O(l） ΔH＝-273-73=－346 kJ·mol－1。

考点： 盖斯定律