题目

山风-|||-10.查阅附录3的数据,试计算下列反应的 (Delta )_(1)(H)_(m)(298.15k)-|||-(1) (H)_(3)(g)+3(O)_(2)(g)=!=!= 2(N)_(2)(g)+6(H)_(2)O(l)

题目解答

答案

解析

本题考查化学反应的焓变计算，核心思路是利用标准摩尔生成焓（ΔfHmθ）数据，通过反应式中各物质的生成焓差值计算反应焓变。关键点在于：

  1. 基准态物质的生成焓为0（如O2(g)、N2(g)）；
  2. 反应物与产物的生成焓总和之差即为反应焓变；
  3. 注意物质的相态（如H2O(l)的生成焓与气态不同）。

已知数据

  • ΔfHmθ[NH3(g)] = -46.1 kJ/mol
  • ΔfHmθ[H2O(l)] = -285.8 kJ/mol
  • ΔfHmθ[O2(g)] = 0，ΔfHmθ[N2(g)] = 0

计算步骤

  1. 写出反应式：
    $4\text{NH}_3(g) + 3\text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{N}_2(g) + 6\text{H}_2\text{O}(l)$

  2. 计算产物的生成焓总和：
    $\text{产物} = 2 \cdot \Delta fH_m^\theta[\text{N}_2(g)] + 6 \cdot \Delta fH_m^\theta[\text{H}_2\text{O}(l)]$
    $= 2 \cdot 0 + 6 \cdot (-285.8) = -1714.8 \, \text{kJ}$

  3. 计算反应物的生成焓总和：
    $\text{反应物} = 4 \cdot \Delta fH_m^\theta[\text{NH}_3(g)] + 3 \cdot \Delta fH_m^\theta[\text{O}_2(g)]$
    $= 4 \cdot (-46.1) + 3 \cdot 0 = -184.4 \, \text{kJ}$

  4. 求反应焓变：
    $\Delta H_m^\theta = \text{产物} - \text{反应物} = -1714.8 - (-184.4) = -1530.4 \, \text{kJ/mol}$