Question

（9分）（1）根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發生下列反應：
N₂（g） + 3H₂O（1） 2NH₃（g） + O₂（g） ；△H =" a" kJ·mol^—1
進一步研究NH₃生成量與溫度的關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數據如下表：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4．8	5．9	6．0

①此合成反應的a      0；ΔS     0，（填“＞”、“＜”或“＝”）
②已知：N₂（g） + 3H₂（g）2NH₃（g）  ΔH= －92．4kJ·mol^—1
2H₂（g） + O₂（g） 2H₂O（l）   ΔH = －571．6kJ·mol^—1
則常溫下氮氣與水反應生成氨氣與氧氣的熱化學方程式為：                     
（2）①已知：0.5mol液態肼（N₂H₄）與足量的液態雙氧水反應生成氮氣和水蒸氣，放出256kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式                                             
②又已知H₂O(g)=H₂O(l) △H=-44kJ?mol^-1。則32g液態肼與足量的液態雙氧水反應生成氮氣和液態水時放出的熱量是              kJ
③此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外還有一個很大優點是     

Answer 1

（1）①＞、＞ （各1分）
②2N₂（g） + 6H₂O（1） = 4NH₃（g） + 3O₂（g） ΔH="+1530" kJ·mol^-1 （2分）
或者N₂（g） + 3H₂O（1） = 2NH₃（g） + O₂（g） ΔH="+765" kJ·mol^-1 （2分）
（2）①N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(g) △H="-512kJ." mol^-1（2分）
②688（2分）③產物無污染（1分）

（1）①隨著溫度的升高，氨氣的含量逐漸增大，說明正反應是吸熱反應。反應前后氣體的體積是增大的，所以△S大于0。
②考查蓋斯定律的應用。根據反應可知①×2－②×3即得到2N₂（g） + 6H₂O（1） = 4NH₃（g） + 3O₂（g），所以反應熱是－92．4kJ·mol^—1×2＋571．6kJ·mol^—1×3＝+1530 kJ·mol^-1。
（2）①根據題意可知，1mol肼完全燃燒放出的熱量是256kJ×2＝512kJ，所以熱化學方程式為N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(g) △H="-512kJ." mol^-1。
②根據H₂O(g)=H₂O(l) △H=-44kJ?mol^-1可知N₂H₄(l)+2H₂O₂(l)=N₂(g)+4H₂O(l) △H="-688kJ." mol^-1。32g液態肼是1mol，所以放出的熱量是688kJ.
③由于肼的燃燒產物是氮氣和水，產物無污染。