Question

9．已知幾種共價鍵能數據如下：

共價鍵	N≡N	H-H	N-H
鍵能（kJ/mol）	946	436	390.8

（1）通過計算，寫出合成氨反應的熱化學方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol．
（2）某溫度下，以0.1mol N₂和0.4mol H₂作為初始反應物，在體積為2L的恒容密閉容器中進行合成氨反應，5min后測得反應放熱2270J．則此時容器中N₂的物質的量濃度c（N₂）=0.0375mol/L，用H₂表示的化學反應速率v（H₂）=0.0075mol•L^-1min^-1．

Answer 1

分析 （1）根據反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，利用化學計量數關系分析熵變，由此分析解答；
（2）根據放出的熱量與反應的物質的物質的量成正比，求出反應的物質的物質的量，然后利用三段式法計算相關物理量，根據v=$\frac{△c}{△t}$結合反應速率之比等于化學計量數之比計算其他物質表示的反應速率．

解答 解：（1）N≡N的鍵能是946kJ/mol，H-H的鍵能為436kJ/mol，N-H的鍵能為390.8kJ/mol，則N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×390.8kJ/mol=-90.8kJ/mol，該熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8 kJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol；
（2）由熱化學方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol可知1molN₂完全反應放出熱量90.8kJ，所以5min后測得反應放熱2270J，則消耗N₂0.025mol，
                  N₂ +3H₂ 2NH₃
起始濃度（mol/L）：0.05     0.2          0
轉化濃度（mol/L）：0.0125   0.0375      0.025
平衡濃度（mol/L）：0.0375   0.1625      0.025
此時容器中N₂的物質的量濃度c（N₂）=0.0375mol/L，v（H₂）=$\frac{0.0375mol/L}{5min}$=0.0075mol•L^-1min^-1；
故答案為：0.0375mol/L；0.0075mol•L^-1min^-1．

點評 本題考查了反應熱的計算、化學平衡的計算應用，平衡三段式計算方法是解題關鍵，題目較簡單．