Question

5．氨氣是一種重要的物質(zhì)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位．
（1）合成氨工業(yè)中，合成塔中每生成1mol NH₃，放出46.1kJ熱量．
①合成氨的熱化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2KJ/mol．
②若在相同條件下投入amol N₂和bmol H₂，達(dá)平衡時(shí)，放出184.4kJ熱量，則a＞（填“＞”、“＜”或“=”）＞2．
（2）下列有關(guān)合成氨的說法中正確的是D．
A．加入催化劑，是為降低反應(yīng)的△H，提高反應(yīng)速率
B．在較高溫度下反應(yīng)，是為提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
C．適當(dāng)提高氮?dú)浔�，是為提高反�?yīng)物的總能量，加快反應(yīng)速率
D．選擇高壓，是為加快反應(yīng)速率，并提高反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率
（3）合成氨原料中的H₂可用甲烷與水蒸氣在高溫下反應(yīng)制得．已知：Ⅰ.1mol物質(zhì)完全燃燒生成常溫下穩(wěn)定氧化物的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

物質(zhì)	△H（kJ/mol）
CO（g）	-283.0
CH4（g）	-890.3

Ⅱ．H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol
Ⅲ.2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
①CH₄燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式是CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3kJ/mol．
②CH₄和水蒸氣在高溫下反應(yīng)得到CO和H₂的熱化學(xué)方程式是CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.1kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①N₂和H₂完全反應(yīng)生成1molNH₃放熱46.1kJ熱量，生成2mol氨氣放熱92.2KJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫得到；
②合成氨是可逆反應(yīng)，放出184.4KJ熱量應(yīng)該有2mol氮?dú)夥磻?yīng)，據(jù)此分析；
（2）A．加入催化劑，能夠降低反應(yīng)的活化能，不影響反應(yīng)的△H；
B．正反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低；
C．適當(dāng)提高氮?dú)浔�，是為提高氫氣的轉(zhuǎn)化率；
D．正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，能夠加快反應(yīng)速率，并提高反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率；
（3）根據(jù)燃燒熱的概念來書寫熱化學(xué)方程式，然后運(yùn)用蓋斯定律來解答．

解答 解：（1）①N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成1mol NH₃（g），放出46.1KJ熱量，生成2mol NH₃（g），放熱92.2KJ，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)焓變寫出熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2KJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2KJ/mol；
②據(jù)合成氨的熱化學(xué)方程式可知，放出184.4KJ熱量應(yīng)該有2mol氮?dú)夥磻?yīng)，合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，所以加入氨氣的物質(zhì)的量必須多于2mol，
故答案為：＞；
（2）A．加入催化劑，能夠降低反應(yīng)的活化能，不影響反應(yīng)的△H，故A錯(cuò)誤；
B．正反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，故B錯(cuò)誤；
C．適當(dāng)提高氮?dú)浔�，是為提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；
D．正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，能夠加快反應(yīng)速率，并提高反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率，故D正確；
故答案為：D；
（3）①1mol物質(zhì)完全燃燒生成常溫下穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量為燃燒熱，水為液態(tài)，熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol   ①
 H₂O（g）═H₂O（l）△H=44.0kJ/mol    ②
根據(jù)蓋斯定律：①-②×2得
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3kJ/mol；
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol   ①
     H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol   ②
     CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283KJ/mol     ③
    而H₂O（g）═H₂O（l）△H=44.0kJ/mol      ④
根據(jù)蓋斯定律：④+①-②×3-③，得
CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）的△H=44KJ/mol-890.3KJ/mol+285.8KJ/mol×3+283KJ/mol=+206.1kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.1kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查熱化學(xué)方程式書寫、蓋斯定律的應(yīng)用以及化學(xué)平衡理論原理，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，（3）中蓋斯定律的應(yīng)用為易錯(cuò)點(diǎn)．