Question

合成氨工业的核心反应是N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)；反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。

（1）该反应的ΔH=____________kJ/mol。

（2）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁的变化：E₁__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）在500℃、2×10⁷Pa和催化剂条件下，向一密闭容器中充入0.5mol N₂和1.5mol H₂，充分反应后，放出的热量____________46.2 kJ (填“＜”、“＞”或“＝”) 。

（4）关于该反应的下列说法中，正确的是________(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时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：

P₄(s，白磷)＋5O₂(g)===P₄O₁₀(s)   ΔH ₁＝－2983.2 kJ·mol^－1

P(s，红磷)＋O₂(g)=== P₄O₁₀(s)  ΔH ₂＝－738.5 kJ·mol^－1

则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为                    。

Answer

（10分）

（1）-92.4 kJ·mol－1；

（2）减小；

（3）＜；

（4）D

（5）P4(s，白磷)===4P(s，红磷)；ΔH＝－29.2 kJ·mol－1

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，该反应为放热反应，反应的ΔH=-92.4 kJ·mol－1，故答案为：-92.4 kJ·mol－1；

（2）在反应体系中加入催化剂，降低了反应的活化能，即E1减小，E2减小，反应热不变，故答案为：减小；

（3）由图像可知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，使用催化剂，加快了反应速率，但平衡并不移动，平衡转化率不变，上述反应仍不能进行彻底，故0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应后放出的热量应小于46.2 kJ，故答案为：＜；

（4）由图可知ΔH<0，根据反应方程式可知气体的物质的量减小，ΔS<0，故答案为：D；

（5）①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)ΔH 1＝－2983.2 kJ·mol－1，②P(s，红磷)＋O2(g)=== P4O10(s) ΔH 2＝－738.5 kJ·mol－1，根据盖斯定律可知，①－②×4即得到P4(s，白磷) = 4P(s，红磷) ，所以ΔH=－2983.2 kJ•mol-1＋738.5 kJ•mol-1×4＝－29.2 kJ•mol-1，故答案为：P4(s，白磷)===4P(s，红磷)ΔH＝－29.2 kJ·mol－1。

考点：考查了反应热和焓变、热化学方程式、盖斯定律的相关知识。