Question

19．在25℃和1×10⁵Pa 時，將氣態(tài)物質(zhì)中的1mol A-B鍵拆成氣態(tài)A原子和B原子，所需要的能量稱為鍵能（單位：kJ/mol）．下面是一些共價鍵的鍵能：

化學(xué)鍵	H-H	N≡N	N-H
鍵能（kJ/mol）	436	946	391

（1）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷工業(yè)合成氨的反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）在298K時，取1mol N₂和3mol H₂放入一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)．理論上放出或吸收的熱量為Q₁，則Q₁為93kJ．
（3）實際生產(chǎn)中，放出或吸收的熱量為Q₂，Q₁與Q₂的大小關(guān)系是Q₁＞Q₂，理由該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡時，1 mol N₂和3 mol H₂不能完全反應(yīng)生成2 mol NH₃，因而放出熱量小于93 kJ．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物鍵能的相對大小判斷該反應(yīng)是發(fā)熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱知識，反應(yīng)物與生成物的鍵能差即為熱量Q₁；
（3）合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物．

解答 解：（1）形成化學(xué)鍵放出能量，破壞化學(xué)鍵吸收能量；N₂+3H₂$?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃，Q=生成物的鍵能-反應(yīng)物的鍵能=2×3×391KJ-945KJ-3×436＞0，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；
（2）Q₁=生成物的鍵能-反應(yīng)物的鍵能=2×3×391KJ-945KJ-3×436=93kJ，故答案為：93kJ；
（3）Q₁的數(shù)值是按完全轉(zhuǎn)化計算出來的，而合成氨是可逆反應(yīng)，開始時加入的1 mol N₂和3 mol H₂不能完全反應(yīng)生成2 mol NH₃，所以，Q₁＞Q₂，
故答案為：Q₁＞Q₂；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡時，1 mol N₂和3 mol H₂不能完全反應(yīng)生成2 mol NH₃，因而放出熱量小于93 kJ．

點評 本題考查了鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系，形成化學(xué)鍵放出能量，破壞化學(xué)鍵吸收能量，反應(yīng)熱=形成化學(xué)鍵放出能量-破壞化學(xué)鍵吸收能量．