Question

11．（1）根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發生下列反應，
已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1，
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1，
則2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=1 530 kJ•mol^-1；
（2）飲用水中的 NO₃^-主要來自于NH₄⁺．已知在微生物的作用下，NH₄⁺經過兩步反應被氧化成NO₃^-．兩步反應的能量變化示意圖如圖：

1mol NH₄⁺全部被氧化成NO₃^-的熱化學方程式為NH₄⁺ （aq）+2O₂（g）═NO₃^- （aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-346 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
以上兩熱化學方程式消去氫氣合并，①×2+②×3得到熱化學方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol；
（2）1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）可由兩步反應加和得到，熱化學方程式為NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346kJ/mol．

解答 解：（1）已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
以上兩熱化學方程式消去氫氣合并，①×2+②×3得到熱化學方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol，
故答案為：+l530kJ/mol；
（2）1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）可由兩步反應加和得到，熱化學方程式為NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346kJ/mol，
故答案為：NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq）△H=-346kJ/mol．

點評 本題蓋斯定律的應用，題目難度不大，注意熱化學方程式的處理．