Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工 农业生产、生活中有着重要作用， （1）上图是N 2 (g)

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工 农业生产、生活中有着重要作用， （1）上图是N 2 (g)和H 2 (g)反应生成1mol NH 3 (g)过程中能量变化示意图，请写出N 2 和H 2 反应的热化学方程式： 。（2）若已知下列数据： 化学键 H－H N≡N 键能/kJ·mol －1 435 943 试根据表中及图中数据计算N-H的键能 kJ·mol －1 。（3）合成氨反应通常用铁触媒作催化剂。使用铁触媒后E 1 和E 2 的变化是：E 1 ，E 2 ______，△H (填“增大”、“减小”、“不变”)。（4）用NH 3 催化还原NO X 还可以消除氮氧化物的污染。例如4NH 3 (g)+3O 2 (g)＝ 2N 2 (g)+6H 2 O(g) ；△H 1 ＝akJ·mol -1 N 2 (g)+O 2 (g)＝2NO(g)； △H 2 ＝bkJ/mol若1mol NH 3 还原NO至N 2 ，则该反应过程中的反应热△H 3 ＝ kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

Answer 1

（1）N 2 (g)＋2H 2 (g) 2NH 3 (g)△H＝－92kJ/mol (2) 390   (3) 减小 减小 不变  (4)

试题分析：（1）根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出300kJ－254kJ＝46kJ热量，则反应的热化学方程式为N 2 (g)＋2H 2 (g) 2NH 3 (g)△H＝－92kJ/mol。 （2）反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N－H的键能为x，则943+3×435-6x＝-92，解得x＝390，故N－H的键能为390kJ。 （3）加入催化剂，反应物和生成物的活化能都降低，故答案为：减小；减小；但催化剂不能影响反应热，所以该反应的△H不变。 （4）已知①4NH 3 （g）+3O 2 （g）＝2N 2 （g）+6H 2 O（g）  △H 1 ＝akJ/mol、②N 2 （g）+O 2 （g）＝2NO（g）△H 2 ＝bkJ/mol，利用盖斯定律将（①－3×②）÷4即得到反应NH 3 （g）+ NO（g）＝ N 2 （g）+ H 2 O（g），所以该反应的反应热△H 3 ＝ kJ/mol。