(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(1)⇌2NH3(g)+23O2(g);△H=akJ•mol-1进一步研

(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(1)⇌2NH3(g)+
2
3
O2(g);△H=a kJ•mol-1
进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0
①此合成反应的a______0;△S______0,(填“>”、“<”或“=”)
②已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为:______
(2)①已知:0.5mol液态肼(N2H4)与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量,写出该反应的热化学方程式______
②又已知H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ•mol-1.则32g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是______kJ
③此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大优点是______.

参考答案


(1)①由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应,a>0,由方程式可知反应生成气体的物质的量增多,则△S>0,故答案为:>;>;
②已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1 ②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则利用盖斯定律,将①×2-②×3可得
常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)
△H=2×(-92.4kJ•mol-1)-3×(-571.6kJ•mol-1)=+1536kJ•mol-1
故答案为:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)△H=+1536kJ•mol-1
(2)①0.5mol液态肼(N2H4)与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量,则1mol液态肼(N2H4)放出的热量为512kJ,所以该反应的热化学方程式是N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=-512kJ/mol,
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=-512kJ/mol;
②根据H2O(l)=H2O(g);△H=+44kJ•mol-1可知,反应N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(l) 中的△H=-512kJ/mol-44kJ/mol×4=-688kJ/mol,
32g肼的物质的量是1mol,所以反应中放出的热量是688kJ/mol×1mol=688kJ,
故答案为:688;
③根据反应的化学方程式可知,产物是氮气和水,所以优点就是无污染,
故答案为:产物是氮气和水,无污染.

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