Question

（9分）（1）根據(jù)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(fā)生下列反應(yīng)：

N₂（g） + 3H₂O（1）  2NH₃（g） + O₂（g）  ；△H = a kJ·mol^—1

進一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如下表：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4．8	5．9	6．0

①此合成反應(yīng)的a       0；ΔS      0，（填“＞”、“＜”或“＝”）

②已知：N₂（g） + 3H₂（g）2NH₃（g）  ΔH= －92．4kJ·mol^—1

2H₂（g） + O₂（g） 2H₂O（l）    ΔH = －571．6kJ·mol^—1

則常溫下氮氣與水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學方程式為：                     

（2）①已知：0.5mol液態(tài)肼（N₂H₄）與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣，放出256kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學方程式                                               

②又已知H₂O(g)=H₂O(l)  △H=-44kJ•mol^-1。則32g液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時放出的熱量是                kJ

③此反應(yīng)用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外還有一個很大優(yōu)點是      

 

Answer 1

【答案】

（1）①＞、＞  （各1分）

②2N₂（g） + 6H₂O（1） = 4NH₃（g） + 3O₂（g） ΔH=+1530 kJ·mol^-1 （2分）

或者N₂（g） + 3H₂O（1） = 2NH₃（g） + O₂（g） ΔH=+765 kJ·mol^-1 （2分）

（2）①N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(g)  △H=-512kJ. mol^-1（2分）

②688（2分）③產(chǎn)物無污染（1分）

【解析】（1）①隨著溫度的升高，氨氣的含量逐漸增大，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)前后氣體的體積是增大的，所以△S大于0。

②考查蓋斯定律的應(yīng)用。根據(jù)反應(yīng)可知①×2－②×3即得到2N₂（g） + 6H₂O（1） = 4NH₃（g） + 3O₂（g），所以反應(yīng)熱是－92．4kJ·mol^—1×2＋571．6kJ·mol^—1×3＝+1530 kJ·mol^-1。

（2）①根據(jù)題意可知，1mol肼完全燃燒放出的熱量是256kJ×2＝512kJ，所以熱化學方程式為N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(g)  △H=-512kJ. mol^-1。

②根據(jù)H₂O(g)=H₂O(l)  △H=-44kJ•mol^-1可知N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(l)  △H=-688kJ. mol^-1。32g液態(tài)肼是1mol，所以放出的熱量是688kJ.

③由于肼的燃燒產(chǎn)物是氮氣和水，產(chǎn)物無污染。