Question

合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）  2NH₃（g），反应过程的能量变化如图所示。已知N₂（g）与H₂（g）反应生成17 g  NH₃（g），放出46.1 kJ的热量。

请回答下列问题：

(1)该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E变_____（填“大”或“小”），E的大小对该反应的反应热有无影响？_  _。理由是_________                           ；

(2)图中ΔH＝________kJ·mol^－1；

(3)起始充入2mol·L^－1 N₂和5.5 mol·L^－1 H₂ ，经过50 min，NH₃的浓度为1mol·L^－1，

则v(N₂)＝____________mol·L^－1·min^－1、C(H₂)＝______________mol·L^－1；

已知NH₃（g）= NH₃ (l)  ΔH=－QkJ·mol^-1，书写N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃ (l)的热化学方程式       ________                                        。

 

Answer 1

【答案】

（1）小，无。△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差；(2)-92.2  （3）0.01   4

（4）N₂(g) + 3H₂(g) ⇋ 2NH₃(g)  ΔH=-（92.2+Q）kJ·mol^-1

【解析】

试题分析：（1）用铁作催化剂可以降低反应活化能E，所以加催化剂会使图中E变变小；△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差，所以E的大小对该反应的反应热没有影响。

（2）NH3的物质的量为17g/17g·mol^-1=1mol    △H=2×-46.1 kJ=-92.2 kJ(该反应为放热反应，符号为负)

（3）NH₃的变化浓度为1mol·L^－1时，根据反应比，N₂的浓度变化了0.5mol·L^－1，v(N₂)＝0.5mol·L^－1/50 min=0.01 mol·L^－1；NH₃的变化浓度为1mol·L^－1时，根据反应比，H₂的浓度变化了1.5 mol·L^－1，C(H₂)＝5.5 mol·L^－1-1.5 mol·L^－1=4 mol·L^－1

（4）N₂(g) + 3H₂(g) ⇋ 2NH₃(g)  ΔH=-（92.2+Q）kJ·mol^-1

考点：本题着重考查了化学反应热、化学反应速率计算的相关知识。