Question

【題目】合成氨反應N2 ( g ) +3H2 ( g ) = 2NH3 ( g ) ，反應過程的能量變化如圖所示。已知N2 ( g ) 與 H2( g )反應生成 17 gNH3(g)，放出46. 1kJ的熱量。請回答下列問題：

(1)該反應通常用鐵作催化劑，加催化劑會使圖中E_______________（填“變大”或“變小”) ，E 的大小對該反應的反應熱有無影響？___________，理由是__________。

(2)圖中△H=________kJ·mol -1。

(3)起始充入2mol·L-1N2和5.5mol·L-1H2，經過50min，NH3的濃度為1mol·L-1，則v（N2）=______mol·L-1·min-1，c(H2)=_____mol·L-1

(4)已知NH3(g)=NH3(l) △H=-QkJ·mol-1,則N2 ( g ) +3H2 ( g ) = 2NH3 ( l )的△H=_______kJ·mol-1

Answer 1

【答案】變小 無 ΔH取決于反應物的總能量和生成物的總能量差 -92.2 0.01 4 -（92.2+2Q）

【解析】

(1)依據催化劑降低反應的活化能加快反應速率分析；反應熱取決于反應物和生成物的能量變化，活化能和反應熱無關；

(2)結合已知N2(g)與H2(g)反應生成17gNH3(g)，放出46.1kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，計算得到；

(3)依據化學平衡三段式列式計算；

(4)結合(2)計算的焓變寫出反應的熱化學方程式，依據蓋斯定律計算所需讓化學方程式。

(1)催化劑降低反應的活化能加快反應速率，但不改變平衡，反應熱不變，E的大小對該反應的反應熱無影響，反應熱取決于反應物的總能量和生成物的總能量差，故答案為：變��；無；△H取決于反應物的總能量和生成物的總能量差；

(2)已知N2(g)與H2(g)反應生成17gNH3(g)，放出46.1kJ的熱量，圖象是表示的是反應N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)能量變化，所以生成34g氨氣放熱92.2kJ，熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，△H=-92.2kJ/mol，故答案為：-92.2；

(3)起始充入2molL-1N2和5.5molL-1H2，經過50min，NH3的濃度為1molL-1，則依據所給數據建立如下三段式：

由三段式可得v(N2)==0.01mol/(Lmin)，c(H2)=4mol/L，故答案為：0.01；4；

(4)由熱化學方程式①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol，②NH3(g)═NH3(l)△H=-QkJmol-1，依據蓋斯定律①+②×2得到N2(g)+3H2(g)═2NH3(l)△H=-(92.2+2Q)kJmol-1，故答案為：-（92.2+2Q）。