Question

9．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）如图是N₂（g）和H₂（g）反应生成1mol NH₃（g）过程中能量变化示意图，请写出N₂和H₂反应的热化学方程式：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol．
（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390kJ•mol^-1．
（3）合成氨反应通常用铁触媒作催化剂．使用铁触媒后△H不变 （填“增大”、“减小”、“不变”）
（4）用NH₃催化还原NO_X 氮氧化物的污染．例如
4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=akJ•mol^-1
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=bkJ/mol
若1mol NH₃还原NO至N₂，则该反应过程中的反应热△H₃=$\frac{a-3b}{4}$kJ/mol（用含a、b的式子表示）

Answer 1

分析 （1）据焓变等于反应物活化能减去生成物活化能求算焓变，再书写热化学方程式；
（2）根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
（3）反应热△H取决于反应物和生成物总能量的相对大小；
（4）利用盖斯定律计算．

解答 解：（1）据焓变等于反应物活化能减去生成物活化能求算焓变，N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中的△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，所以热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol，故答案为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2KJ/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，x=390，故答案为：390；
（3）反应热△H取决于反应物和生成物总能量的相对大小，加入催化剂，虽然反应物和生成物的活化能都降低，但反应物和生成物的能量不变，故反应热△H不变，
故答案为：不变；
（4）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=akJ/mol
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H₂=bkJ/mol
利用盖斯定律将$\frac{①-3②}{4}$可得NH₃（g）+$\frac{3}{2}$NO（g）=$\frac{5}{4}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H₃=$\frac{a-3b}{4}$kJ/mol，
故答案为：$\frac{a-3b}{4}$．

点评 本题考查综合考查化学反应与能量变化知识，注意物质的总能量、键能与反应热的计算关系，把握盖斯定律的计算方法，题目难度中等．