化学反应N$_2$+3H$_2$=2NH$_3$的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
分析:
根据反应热等于反应物总能量减去生成物总能量计算反应热并书写热化学方程式,注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态.
解答:
解:由图可以看出,$\frac {1}{2}$molN$_2$(g)+$\frac {3}{2}$molH$_2$(g)的能量为akJ,1molNH$_3$(g)的能量为bkJ,
所以$\frac {1}{2}$N$_2$(g)+$\frac {3}{2}$H$_2$(g)=NH$_3$(g);△H=(a-b)kJ/mol,
而1mol的NH$_3$(g)转化为1mol的NH$_3$(l)放出的热量为ckJ,
所以有:$\frac {1}{2}$N$_2$(g)+$\frac {3}{2}$H$_2$(g)=NH$_3$(l);△H=(a-b-c)kJ/mol,
即:N$_2$(g)+3H$_2$(g)=2NH$_3$(1);△H=2(a-b-c)kJ•mol_.
故选:A.
点评:
本题考查热化学方程式的书写,题目难度不大,注意书写热化学方程式的注意事项以及反应热的计算方法.
如图,a曲线是198K、101kPa时N$_2$与H$_2$反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是( )
分析:
A、从热化学方程式的要求分析;
B、从催化剂的作用分析;
C、从催化剂的效果分析;
D、从化学平衡的移动与反应热的具体数值分析.
解答:
解:A、热化学方程式必须注明物质的状态,故A错误.
B、b曲线的活化能降低,是加入催化剂的原因,故B错误;
C、催化剂降低活化能,不改变反应热数值,故C错误;
D、通入2molN$_2$和6molH$_2$后,体积一定,压强增大,反应向正反应方向移动,故Q$_2$>2Q$_1$,又因为反应为可逆反应,不会反应完全,故184>Q$_2$,故D准确;
故选D.
点评:
本题考查化学能与热能的相互转化,加入催化剂能降低活化能,不改变反应热.
如图是198K时N$_2$与H$_2$反应过程中能量变化的曲线图.下列叙述正确的是( )
分析:
A、依据热化学方程式的书写原则,标注物质的聚集状态和反应的热效应,结合断键吸收热量,形成化学键放出热量计算反应的焓变,△H=放出的能量-吸收的能量分析;
B、根据催化剂是降低反应的活化能,加快反应速率,不改变平衡分析;
C、根据催化剂不改变化学平衡,催化剂与能耗的关系分析
D、根据可逆反应的特征:反应物不可能充分进行彻底来回答;
解答:
解:A、热化学方程式必须标注物质的聚集状态反应的焓变,该反应的热化学方程式为:N$_2$(g)+3H$_2$(g)⇌2NH$_3$(g),△H=-92kJ•mol_,故A错误;
B、催化剂能改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低,但不改变化学平衡,反应的热效应不变,故图象中的b曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线,故B错误;
C、催化剂能改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低,但不改变化学平衡,反应的热效应不变,故C错误;
D、向密闭容器中通入1mol N$_2$和3mol H$_2$,不可能完全转化,所以达到平衡时放出热量Q$_1$kJ<92.4kJ;另一容积相同的密闭容器中通入2mol N$_2$和6mol H$_2$,达到平衡时放出热量理论上讲应该是2×92.2kJ=184KJ,但反应物不可能充分进行彻底,所以Q$_2$<184KJ,同时通入2mol N$_2$和6mol H$_2$的压强比通入1mol N$_2$和3mol H$_2$的大了,平衡还会向正向移动,放出的热量还会增大,即Q$_2$>2Q$_1$,故D正确.
故选D.
点评:
本题考查了化学反应中能量转化与催化剂的关系,热化学方程式的书写,图象的应用能力,难度不大,注意化学平衡的特征是可逆反应.