20.合成氨工業(yè)的核心反應是N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);反應過程中能量變化如圖所示,回答下列問題.
(1)該反應的△H=-92.4kJ/mol.
(2)在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1的變化:E1減。ㄌ睢霸龃蟆、“減小”或“不變”).
(3)在500℃、2×107Pa和催化劑條件下,向一密閉容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2,充分反應后,放出的熱量<46.2kJ (填“<”、“>”或“=”).
(4)已知298K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為:
P4(s,白磷)+5O2(g)═P4O10(s)△H1=-2983.2kJ•mol-1
P(s,紅磷)+$\frac{5}{4}$O2(g)═$\frac{1}{4}$P4O10(s)△H2=-738.5kJ•mol-1
則該溫度下白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為P4(s,白磷)═4P(s,紅磷);△H=-29.2kJ•mol-1

分析 (1)焓變等于生成物總能量減去反應物的總能量;
(2)加入催化劑,降低反應的活化能;
(3)根據(jù)可逆反應不能反應到底的特點分析;
(4)P4(s,白磷)+5O2(g)═P4O10(s)△H1=-2983.2kJ•mol-1,…①
P(s,紅磷)+$\frac{5}{4}$O2(g)═$\frac{1}{4}$P4O10(s)△H2=-738.5kJ•mol-1,…②
根據(jù)蓋斯定律:①-②×4計算可得.

解答 解:(1)焓變等于生成物總能量減去反應物的總能量,所以由圖可知,△H=-92.4kJ/mol,故答案為:-92.4;
(2)加入催化劑,降低反應的活化能,則E1和E2都減小,但活化能之差不變,則反應熱不變,故答案為:減;
(3)當0.5mol N2和1.5mol H2完全反應時,才能放出46.2kJ的熱量,但反應為可能反應,不能完全進行,則密閉容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2,充分反應后,放出的熱量小于46.2kJ,
故答案為:<;
(4)P4(s,白磷)+5O2(g)═P4O10(s)△H1=-2983.2kJ•mol-1,…①
P(s,紅磷)+$\frac{5}{4}$O2(g)═$\frac{1}{4}$P4O10(s)△H2=-738.5kJ•mol-1,…②
根據(jù)蓋斯定律:①-②×4可得:P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)△H=(-2983.2kJ/mol)-(-738.5kJ)×4=-29.2kJ/mol;
熱化學方程式為:P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)△H=-29.2kJ/mol;
故答案為:P4(s,白磷)═4P(s,紅磷);△H=-29.2 kJ•mol-1

點評 本題考查了催化劑對活化能的影響、可逆反應的焓變以及蓋斯定律的應用,題目難度不大.

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(3)由E和F生成G的反應類型為加成反應,G的化學名稱為3-羥基丙醛.
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ABCD
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