Question

3．氮的化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有很重要的應(yīng)用．
（1）合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生34g NH₃，放出92.2kJ熱量．
①工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol．
②若起始時(shí)向容器內(nèi)放入2mol N₂和6mol H₂，達(dá)平衡后放出的熱量為Q，則 Q（填“＞”、“＜”或“=”）＜184.4kJ．
③已知：
1mol N-H鍵斷裂吸收的能量約等于391kJ．
（2）某硝酸廠處理尾氣NO₂的方法是：催化劑存在時(shí)用H₂將NO₂還原為N₂．
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483kJ•moL^-1
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+68kJ•moL^-1
則H₂還原NO₂生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式是4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1034kJ•moL^-1．
（3）肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（4）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法分析書寫；
②反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底；
③依據(jù)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量計(jì)算得到；
（2）2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483kJ•moL^-1 （1）
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+68kJ•moL^-1（2）
將方程式（1）×2-（2）得H₂還原NO₂生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（4）燃料電池中，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，N₂H₄失電子生成N₂，據(jù)此分析書寫．

解答 解：（1）①合成塔中每生成2mol NH₃，放出92.2kJ熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)放出的熱量寫出熱化學(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反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，該溫度下合成塔中放入2mol N₂和6mol H₂，生成的氨氣小于2mol，故達(dá)平衡后放出的熱量小于184.4 kJ；
故答案為：＜；
③3H₂+N₂?2NH₃，反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3×436+945.8-6×N-H鍵鍵能=-92.2，N-H鍵鍵能=391KJ；
故答案為：391；
（2）2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483kJ•moL^-1 （1）
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+68kJ•moL^-1（2）
將方程式（1）×2-（2）得4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=2（-483kJ•moL^-1）-（+68kJ•moL^-1）=-1034 kJ•moL^-1，
故答案為：4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1034 kJ•moL^-1；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；
（4）肼--空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極是肼燃燒生成氮?dú)夂退�，�?fù)極的電極反應(yīng)式為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)能與熱能關(guān)系分析判斷、蓋斯定律、溫度對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的影響、熱化學(xué)方程式書寫、燃料電池中電極反應(yīng)式書寫，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．