Question

由化學能產生的能量是目前人類使用的主要能源。請回答下列問題：
（1）N₂和O₂在一定條件下反應生成NO₂的熱化學方程式為：
N₂(g)+O₂(g)====NO₂(g) ΔH＝+34 kJ·mol^-1。該反應為_____________（“放熱”“吸熱”）反應。
（2）化學反應中的能量變化源自于化學反應中化學鍵變化時產生的能量變化。下表為一些化學鍵的鍵能：

化學鍵	鍵能（ kJ·mol-1）	化學鍵	鍵能（ kJ·mol-1）
N≡N	942	H—O	460
N—H	391	O==O	499
H—H	437

①寫出N₂和H₂反應合成氨的熱化學方程式_________________________。
②已知：1 mol H₂O(g)轉化為1 mol H₂O(l)時放出44.0 kJ的熱量。計算1 g H₂完全燃燒時放出的熱量___________________。H₂O(g)的穩定性___________（“大于”“小于”）H₂O(l)。
（3）寫出NH₃(g)在O₂(g)中完全燃燒生成NO₂(g)和H₂O(g)的熱化學方程式_________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）吸熱
（2）①
②138.8 kJ 小于
（3）4NH₃(g)+7O₂(g)====4NO₂(g)+6H₂O(g) ΔH="-1" 079 kJ·mol^-1

（1）ΔH="+34" kJ·mol^-1即ΔH＞0為吸熱反應。
（2）①N₂和H₂反應合成氨的反應熱ΔH="942" kJ·mol^-1+3×437 kJ·mol^-1-2×3×391 kJ·mol^-1="-93" kJ·mol^-1，則N₂和H₂反應合成氨的熱化學方程式為：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) ΔH="-93" kJ·mol^-1。②H₂的燃燒熱為：（437 kJ·mol^-1+0.5×499 kJ·mol^-1-2×460 kJ·mol^-1）+44.0 kJ·mol^-1="-277.5" kJ·mol^-1，則1 g H₂完全燃燒時放出的熱量為：277.5 kJ·mol^-1×0.5 mol="138.8" kJ。由于H₂O(g)轉化為H₂O(l)時放出熱量，故H₂O(g)的穩定性小于H₂O(l)。
（3）NH₃(g)在O₂(g)中完全燃燒生成NO₂(g)和H₂O(g)的化學反應方程式為：4NH₃+7O₂====4NO₂+6H₂O，據此求得該反應的反應熱ΔH="4×3×391" kJ·mol^-1+7×499 kJ·mol ^-1-4×（0.5×942 kJ·mol^-1+499 kJ·mol^-1-34 kJ·mol^-1）-6×2×460 kJ·mol^-1=" -1" 079 kJ·mol^-1，其熱化學方程式為：4NH₃(g)+7O₂(g)====4NO₂(g)+6H₂O(g) ΔH="-1" 079 kJ·mol^-1