Question

【题目】氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和防建设中都有广泛的应用．请回答下列问题：

（1）氨气可由N2和H2反应制取，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）反应过程的能量变化如图所示：已知1molN2分子中的化学键断裂时需要吸收942kJ的能量；1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；形成1molN﹣H键时释放390.8kJ的能量．

①图中E的大小对该反应热有无影响？____________________________．该反应需要用铁触媒作催化剂，加铁触媒会使图中B点升高还是降低？______________________，理由_________________．

②图中△H=___kJ/mol．

③如果反应速率v（H2）为0.15mol/（Lmin），则v（N2）=_____________mol/（Lmin），v（NH3）=_________________________________________．

（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气．
已知：N2（g）+2O2（g）=N2O4（l） △H=﹣19.5kJmol﹣1

N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=﹣534.2kJmol﹣1

请写出肼和 N2O4反应的热化学反应方程式_______________________ ．

Answer 1

【答案】无影响 降低 催化剂参与反应,改变了反应路径,降低反应的活化能 ﹣94.8 0.05 0.1mol/（L·min） 2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1049.9kJ/mol

【解析】

（1）①加入催化剂，可以使得活化能减小，反应速度加快；

②根据反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）结合1molN2分子中的化学键断裂时需要吸收942kJ的能量；1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；形成1molN-H键时释放390.8kJ的能量计算反应热；

③依据化学反应速率之比等于系数之比计算得到．

（2）已知①N2（g）+2O2（g）═N2O4（l），△H=-19.5kJ/mol；

②N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g），△H=-534.7kJ/mol；

利用盖斯定律将②×2-①可得2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g），并以此计算反应热。

（1）①因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，而E为反应的活化能，由于反应热的大小取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，故E的大小对反应热无影响；加入催化剂，改变了反应路径，使反应的活化能减小，即B点降低．

故答案为：无影响；降低；催化剂参与反应，改变了反应路径，降低反应的活化能；

②根据反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）结合1molN2分子中的化学键断裂时需要吸收942kJ的能量、1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量、形成1molN-H键时释放390.8kJ的能量，可知，反应的反应热△H=942kJ/mol+3×436kJ/mol-390.8kJ/mol×6=-94.8kJ/mol；

③由于v（H2）=0.15mol/（Lmin），而化学反应速率之比等于系数之比，故v（N2）=v（H2）=0.05mol/（Lmin），v（NH3）=2v（N2）=0.1mol/（Lmin）；

（2）已知①N2（g）+2O2（g）═N2O4（l），△H=-19.5kJ/mol；

②N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g），△H=-534.7kJ/mol；

利用盖斯定律将②×2-①可得2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g），

△H=（-534.7kJ/mol）×2-（-19.5kJ/mol）=-1049.9kJ/mol。