Question

Ⅰ．氨气是氮循环中的重要物质，在人类的生产和生活中有着广泛的应用．根据所学知识，据此完成下列要求．

Answer 1

解题思路：I（1）根据反应热等于旧键断裂吸收的能量减去新键形成所放出的能量计算反应热并书写热化学方程式，同时注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态；

（2）根据断裂旧键要吸热，形成新键要放热，反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；

II（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，根据热化学方程式的书写规则书写；

（2）依据CO、H₂、CH₃OH反应的燃烧热化学方程式，依据盖斯定律计算得到；

（3）依据H₂、CH₄的燃烧热化学方程式和反应热，列式计算；

I（1）由图可以看出，断裂[1/2]molN₂（g）和[3/2]molH₂（g）的吸收能量为akJ，形成1molNH₃（g）的所放出的能量为bkJ，

所以，[1/2]molN₂（g）+[3/2]molH₂（g）⇌NH₃（g）△H=（a-b）kJ/mol，

而1mol的NH₃（g）转化为1mol的NH₃（l）放出的热量为ckJ，

所以有：[1/2]molN₂（g）+[3/2]molH₂（g）⇌NH₃（l）△H=（a-b-c）kJ/mol，

即：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ•mol^-1，

故答案为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（1）△H=2（a-b-c）kJ•mol^-1；

（2）N₂和H₂合成NH₃的方程式为：N₂+3H₂

2NH₃，由N₂和H₂合成1molNH₃时可放出46.2kJ/mol的热量，则反应的△H=-2×46.2=-92.4kJ/mol，

1molN₂和3molH₂反应断裂化学键需要吸收的能量为：1mol×948.9kJ•mol^-1+3×436.0kJ•mol^-1=2256.9kJ，

N-H键的键能为x，形成2molNH₃需要形成6molN-H键，则形成6molN-H键放出的能量为6x，

则2256.9-6×x=-92.4kJ/mol，解得x=391.55kJ/mol，

故答案为：391.55；

II（1）1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热726.5KJ；燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH（l）+[3/2]O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ•mol^-1，

故答案为：CH₃OH（l）+[3/2]O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ•mol^-1；

（2）依据题干写出物质的燃烧热化学方程式：①CH₃OH（l）+[3/2]O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△=-726.5KL/mol；

②CO（g）+[1/2]O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol；

③H₂（g）+[1/2]O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5KJ/mol；

依据盖斯定律③×2+②-①得到：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-128.1KJ/mol；

故答案为：-128.1KJ/mol；

（3）有H₂和CH₄的混合气体112L（标准状况）物质的量=[112L/22.4L/mol]=5mol，使其完全燃烧生成CO₂（g）和H₂O（l），共放出热量3242.5kJ，设H₂物质的量为X、CH₄物质的量为5-X；依据热化学方程式列式计算：

H₂（g）+[1/2]O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5KJ/mol；

1 285.5KJ

X 285.5XKJ

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol；

1 890.3KJ

5-X （5-X）×890.3KJ

285.5XKJ+（5-X）×890.3KJ=3242.5kJ

解得到：X=2mol，甲烷物质的量为3mol

则原混合气体中H₂和CH₄的物质的量之比是2：3；

故答案为：D．

点评：

本题考点： 反应热和焓变；有关反应热的计算；热化学方程式．

考点点评： 本题考查了热化学方程式的书写方法，燃烧热的概念分析应用，盖斯定律的计算应用，理解燃烧热概念是解题关键，题目难度中等．