Question

19．氮元素在地球上豐度較大，氮及其化合物用途廣泛．請回答：
（1）如圖是氮氣和氫氣反應生成1mol氨氣的能量變化示意圖，寫出上述反應的熱化學方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol
（2）已知下列數據：

化學鍵	H-H	N≡N
鍵能/（ kJ/mol）	435	943

根據表中和圖中數據，計算N-H的鍵能為：390 kJ/mol
（3）用氨催化還原NOx（氮氧化物），可消除污染．
已知：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₁=-a kJ/mol
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₂=-b kJ/mol
則反應：4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）  的反應熱△H=-（a+3b）kJ/mol （用含a和b的代數式表示）其中氧化劑是NO，還原劑是NH₃（均填分子式）

Answer 1

分析 （1）先求出此反應的焓變，根據熱化學方程式的書寫規則再寫出熱化學方程式；
（2）根據反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能計算；
（3）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=-akJ/mol
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H₂=-bkJ/mol
利用蓋斯定律將①-②×3可得：4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g），根據化合價的變化確定反應物和產物．

解答 解：（1）反應物總能量大于生成物總能量，應為放熱反應，生成1mol氨氣放出46kJ熱量，則反應的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
（2）反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設N-H的鍵能為x，
則943KJ/mol+3×435KJ/mol-6x=-92KJ/mol，x=390KJ/mol，故答案為：390；
（3）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=-akJ/mol
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H₂=-bkJ/mol
利用蓋斯定律將①-②×3可得：4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g），△H=-（a+3b）kJ/mol，化合價降低的N元素所在的反應物NO是氧化劑，化合價升高的N元素所在的反應物NH₃是還原劑，故答案為：-（a+3b）；NO；NH₃．

點評 本題考查綜合考查化學反應與能量變化知識，注意物質的總能量、鍵能與反應熱的計算關系，把握蓋斯定律的計算方法，題目難度中等．