Question

4．氮气与氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应，其热化学方程式可表示为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．请回答下列问题：
（1）取1mol N₂（g）和3mol H₂（g）放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量小于（填“大于”“等于”或“小于”）92kJ，原因   是由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物；若加入催化剂，△H不变（填“变大”“变小”或“不变”）．
（2）已知：破坏1mol N≡N键、1mol H-H键需要吸收的能量分别为：946kJ、436kJ，则破坏1mol N-H键需要吸收的能量为391kJ．
（3）N₂H₄可视为NH₃分子中的一个H被-NH₂取代的产物．发射卫星用N₂H₄（g）为燃料，NO₂为氧化剂，生成N₂和H₂O（g）．
已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ•mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ•mol^-1．
则：1mol N₂H₄与NO₂完全反应的热化学方程式为N₂H₄（g）+NO₂（g）═$\frac{3}{2}$N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据可逆反应进行不彻底的特点来解答，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应焓变不变；
（2）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算焓变=反应物总键能-生成物的总键能，以此计算；
（3）依据热化学方程式的意义和盖斯定律的内容通过合并计算得到热化学方程式．

解答 解：（1）反应是可逆反应，反应物不能完全转化，3mol H₂，1mol N₂充分参与反应也不可能生成2molNH₃，故放出的热量小于92KJ的热量，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应焓变不变；
故答案为：小于；由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物，不变；
（2）已知：分别破坏1mol N≡N键、1mol H-H键需要吸收的能量为：946kJ、436kJ，设破坏1mol N-H键需要吸收的能量为x，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ•mol^-1，焓变=反应物总键能-生成物的总键能，946kJ/mol+3×436kJ/mol-6x=92.2KJ/mol，x=391KJ/mol，破坏1mol N-H键需要吸收的能量为：391KJ；
故答案为：391；
（3）：①N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol
依据盖斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol，1mol N₂H₄与NO₂完全反应的热化学方程式为：N₂H₄（g）+NO₂（g）═$\frac{3}{2}$N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85 kJ•mol^-1；
故答案为：N₂H₄（g）+NO₂（g）═$\frac{3}{2}$N₂（g）+2H₂O（g）△H=-567.85 kJ•mol^-1．

点评 本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，依据键能计算焓变，注意催化剂不影响焓变，改变反应的活化能，题目较简单．