Question

合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），反應(yīng)過程的能量變化如圖所示．已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的熱量．
請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)通常用鐵作催化劑，加催化劑會使圖中E變

 

（填“大”或“小”），E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？

 

．理由是

 

；
（2）圖中△H=

 

kJ?mol^-1；
（3）起始充入2mol?L^-1 N₂和5.5mol?L^-1 H₂，經(jīng)過50min，NH₃的濃度為1mol?L^-1，
則v（N₂）=

 

mol?L^-1?min^-1、C（H₂）=

 

mol?L^-1；
（4）已知NH₃（g）═NH₃ （l）△H=-QkJ?mol^-1，書寫N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡建立的過程

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)催化劑降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率分析；反應(yīng)熱取決于反應(yīng)物和生成物的能量變化，活化能和反應(yīng)熱無關(guān)；
（2）結(jié)合已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），計算得到；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算；
（4）結(jié)合（2）計算的焓變寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，依據(jù)蓋斯定律計算所需讓化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）催化劑降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，但不改變平衡，反應(yīng)熱不變，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱無影響，反應(yīng)熱取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量差；故答案為：小，無，△H取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量差；
（2）已知N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，圖象是表示的是反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）能量變化，所以生成34g氨氣放熱92.2kJ，熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol；
故答案為：-92.2；       
（3）起始充入2mol?L^-1 N₂和5.5mol?L^-1 H₂，經(jīng)過50min，NH₃的濃度為1mol?L^-1，
                N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），
起始濃度（mol/L）  2      5.5       0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）  0.5     1.5      1
平衡濃度（mol/L）  1.5     4        1
v（N₂）

0.5mol/L

50min

=0.01mol/（L?min）
c（H₂）=4mol/L
故答案為：0.01，4；
（4）依據(jù)（2）書寫的熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算
①N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），△H=-92.2kJ/mol；
②NH₃（g）═NH₃ （l）△H=-QkJ?mol^-1，
依據(jù)蓋斯定律①+②×2得到N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ?mol^-1；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃ （l）△H=-（92.2+2Q）kJ?mol^-1．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫方法，化學(xué)平衡影響因素的分析判斷和計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．