Question

【題目】氮元素的氫化物和氧化物在工業生產和防建設中都有廣泛的應用．請回答下列問題：
（1）氨氣可由N2和H2反應制取，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）反應過程的能量變化如圖所示：已知1molN2分子中的化學鍵斷裂時需要吸收942kJ的能量；1molH2分子中的化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；形成1molN﹣H鍵時釋放390.8kJ的能量．
①圖中E的大小對該反應熱有無影響？ ． 該反應需要用鐵觸媒作催化劑，加鐵觸媒會使圖中B點升高還是降低？ ， 理由 ．
②圖中△H=kJ/mol．
③如果反應速率v（H2）為0.15mol/（Lmin），則v（N2）=mol/（Lmin），v（NH3）= ．
（2）肼可作為火箭發動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣． 已知：N2（g）+2O2（g）=N2O4（l）？△H=﹣19.5kJmol﹣1
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=﹣534.2kJmol﹣1
請寫出肼和 N2O4反應的熱化學反應方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）無影響；降低；催化劑參與反應,改變了反應路徑,降低反應的活化能；﹣94.8；0.05；0.1mol/（L?min）
（2）2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1049.9kJ/mol
【解析】解：（1）①因圖中A、C分別表示反應物總能量、生成物總能量，而E為反應的活化能，由于反應熱的大小取決于反應物和生成物的總能量的相對大小，故E的大小對反應熱無影響；加入催化劑，改變了反應路徑，使反應的活化能減小，即B點降低．所以答案是：無影響；降低；催化劑參與反應，改變了反應路徑，降低反應的活化能；②根據反應N2（g）+3H2（g）2NH3（g）結合1molN2分子中的化學鍵斷裂時需要吸收942kJ的能量、1molH2分子中的化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量、形成1molN﹣H鍵時釋放390.8kJ的能量，可知，反應的反應熱△H=942kJ/mol+3×436kJ/mol﹣390.8kJ/mol×6=﹣94.8KJ/mol，

所以答案是：﹣94.8KJ/mol；③由于v（H2）=0.15mol/（Lmin），而化學反應速率之比等于系數之比，故v（N2）= v（H2）=0.05mol/（Lmin），v（NH3）=2v（N2）=0.1mol/（Lmin），所以答案是：0.05；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；利用蓋斯定律將②×2﹣①可得2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g），△H=（﹣534.7kJ/mol）×2﹣（﹣19.5kJ/mol）=﹣1049.9kJ/mol，

所以答案是：2N2H4（l）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1049.9kJ/mol．

【考點精析】根據題目的已知條件，利用反應速率的定量表示方法的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t．