Question

【題目】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ΔH=_______kJ/mol。

(2)在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1 _____(填“增大”、“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_________46.2 kJ (填“＜”、“＞”或“＝”) 。

(4)關(guān)于該反應的下列說法中，正確的是________(填字母)。

A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0

C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＜0

(5)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)ΔH1＝－2983.2 kJ/mol 4P(s，紅磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2 ＝－2954kJ/mol，則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式：________________________________________________________。

Answer 1

【答案】-92.4 減小 < D P4(s，白磷)= 4P(s，紅磷) ΔH=－29.2kJ/mol

【解析】

(1)從圖中采集數(shù)據(jù)，可得出該反應的ΔH。

(2)催化劑可降低反應的活化能，使反應速率增大。

(3)合成氨反應為可逆反應，反應物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，由此可求出向一密閉容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，放出的熱量。

(4)該反應為放熱的、體積縮小的可逆反應，由此可確定ΔH＜0，ΔS＜0。

(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s)ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①

4P(s，紅磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2 ＝－2954kJ/mol ②

利用蓋斯定律，將①-②，即得該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式。

(1)從圖中采集數(shù)據(jù)，可得出該反應的ΔH= -92.4kJ/mol。答案為：-92.4；

(2)催化劑可降低反應的活化能，使反應速率增大，E1減小。答案為：減��；

(3)合成氨反應為可逆反應，反應物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，則0.5mol N2和1.5mol H2放出的熱量<46.2 kJ。答案為：<；

(4)該反應為放熱的、體積縮小的可逆反應，由此可確定ΔH＜0，ΔS＜0，故選D。答案為：D；

(5)P4(s，白磷)＋5O2 (g)= P4O10 (s)ΔH1＝－2983.2 kJ/mol ①

4P(s，紅磷)＋ 5O2 (g) = P4O10 (s) ΔH2＝－2954kJ/mol ②

利用蓋斯定律，將①-②，即得該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式P4(s，白磷)= 4P(s，紅磷) ΔH=－29.2kJ/mol。答案為：P4(s，白磷)= 4P(s，紅磷) ΔH=－29.2kJ/mol。