Question

氮的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用．
（1）工業(yè)上合成氨的反應如下：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ?mol^-1往固定體積的容器中充入0.5mol N₂和足量H₂，測得反應放出的熱量為23.1kJ，則氮氣的轉化率為

 

（2）已知：
①NH₃（g）+HCl（g）═NH₄Cl（s）?H ₁=-176kJ?mol^-1
②NH₃（g）

液態(tài)水  .

NH₃（aq）?H ₂=-35.1kJ?mol^-1
③HCl（g）

液態(tài)水  .

HCl（aq）?H ₃=-72.3kJ?mol^-1
④NH₃（aq）+HCl（aq）═NH₄Cl（aq）?H ₄=-52.3kJ?mol^-1
⑤NH₄Cl（s）

液態(tài)水  .

NH₄Cl（aq）?H ₅
則第⑤個反應方程式中的?H₅=

 

．
（3）工業(yè)上制得NO的反應方程式如下：4NH₃+5O₂（g）=4NO+6H₂O△H＜0在不同條件下能量變化如圖所示．相比途徑Ⅰ，途徑Ⅱ采取的措施是

 

．
（4）火箭推進器常以氣態(tài)聯(lián)氨（N₂H₄）為燃料、液態(tài)過氧化氫為助燃劑進行熱能提供．反應過程中生成的氣體可參與大氣循環(huán)．測得當反應過程中有1mol水蒸氣生成時放出161kJ的熱量．試寫出反應過程中的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,反應熱和焓變

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式計算放熱23.1kJ，反應的氮氣物質(zhì)的量，結合轉化率=

消耗量

起始量

×100%計算；
（2）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到反應⑤的熱化學方程式和焓變；
（3）分析圖象可知，反應物和生成物能量無變化，但反應過程發(fā)生變化，說明改變的是降低反應的活化能，加快了反應速率，改變的條件是加入了催化劑；
（4）反應過程中有1mol水蒸氣生成時放出161kJ的熱量，結合反應化學方程式中定量關系計算反應生成4mol水蒸氣放熱644KJ，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和 對應反應的焓變書寫熱化學方程式；

解答： 解：（1）依據(jù)熱化學方程式計算放熱23.1kJ，反應的氮氣物質(zhì)的量
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ?mol^-1
1mol                            92.4KJ
n                               23.1KJ
n=0.25mol
結合轉化率=

消耗量

起始量

×100%=

0.25mol

0.5mol

×100%=50%；
故答案為：50%；
（2）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到反應⑤的熱化學方程式和焓變；
①NH₃（g）+HCl（g）═NH₄Cl（s）?H ₁=-176kJ?mol^-1
②NH₃（g）

液態(tài)水  .

NH₃（aq）?H ₂=-35.1kJ?mol^-1
③HCl（g）

液態(tài)水  .

HCl（aq）?H ₃=-72.3kJ?mol^-1
④NH₃（aq）+HCl（aq）═NH₄Cl（aq）?H ₄=-52.3kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律④-①+（②+③）得到反應⑤NH₄Cl（s）

液態(tài)水  .

NH₄Cl（aq）?H ₅=-16.3KJ/mol；
故答案為：-16.3KJ/mol；
（3）分析圖象可知，反應物和生成物能量無變化，但反應過程發(fā)生變化，途徑Ⅱ發(fā)生反應需要的能量低于途徑Ⅰ，說明改變的是降低反應的活化能，加快了反應速率，所以改變的條件是加入了催化劑；
故答案為：加入催化劑；
（4）反應過程中有1mol水蒸氣生成時放出161kJ的熱量，結合反應化學方程式中定量關系計算反應生成4mol水蒸氣放熱644KJ，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和 對應反應的焓變書寫熱化學方程式為N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-644KJ/mol；
故答案為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-644KJ/mol；

點評：本題考查了熱化學方程式書寫方法，蓋斯定律的計算應用，影響化學平衡的條件分析判斷，掌握平衡移動原理，熱化學方程式的含義是解題關鍵，題目難度中等．