问题详情:
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol 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:____________________________________。
(2)已知化学键键能是形成或断裂1 mol化学键放出或吸收的能量,单位为kJ·mol-1。已知:
化学键 | H—H | N≡N |
键能/kJ·mol-1 | 435 | 943 |
试根据表中及(1)的图中数据计算N—H键的键能为________kJ·mol-1。
(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。例如:
4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1 ①
N2(g)+O2(g)===2NO(g)
ΔH2=-b kJ·mol-1 ②
若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=________kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
【回答】
解析:(1)由图像可知,该反应为放热反应,且生成1 mol NH3(g)时,放出的热量为(300-254) kJ=46 kJ,故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
(2)设N—H键的键能为x,故反应热ΔH=-92 kJ·mol-1=(3×435+943) kJ·mol-1-6×x,x=390 kJ·mol-1。
(3)利用盖斯定律,由①-②×3可得:4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g),故其反应热ΔH=(3b-a)kJ·mol-1,故1 mol NH3还原NO至N2,反应热为(3b-a)/4 kJ·mol-1。
*:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)390 (3)(3b-a)/4
知识点:化学反应中的能量变化
题型:填空题