Question

一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3：N2＋3H2O2NH3＋O2

進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時間3 h)：

T/℃	30	40	50
生成NH3量/(10－6 mol)	4.8	5.9	6.0

 

請回答下列問題：

(1)50℃時從開始到3 h內(nèi)以O(shè)2物質(zhì)的量變化表示的平均反應(yīng)速率為 mol·h－1。

(2)該反應(yīng)過程與能量關(guān)系可用如圖表示，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。

(3)與目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率較慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議： 。

(4)工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。在某壓強(qiáng)恒定的密閉容器中加入2 mol N2和4 mol H2，達(dá)到平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率為50%，體積變?yōu)?0 L。求：

①該條件下的平衡常數(shù)為 ；

②若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同條件下達(dá)到平衡時，混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。反應(yīng)放出的熱量 (填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

 

Answer 1

(1)1.5×10－6

(2)N2(g)＋3H2O(l)=2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ/mol

(3)升高溫度

(4)①400 ②<

【解析】(4)①K＝＝＝400。

②當(dāng)加入2 mol N2和4 mol H2時，生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的熱量，而當(dāng)加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3時，平衡時NH3仍為2 mol，則生成的NH3為(2－c) mol，則放出的熱量小于92.4 kJ。