Question

科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有报道：在常温、常压、光照条件下，
N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃和另一种常见气体。进一步研究NH₃生成量与温度的关系（其它条件均相同），部分实验数据见下表

回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式_____________________
（2）该反应的焓变△H______0（填“>”、“<”或“=”）
（3）请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

（4）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议：___________________。
（5）已知：
N₂(g) + 3H₂(g) == 2NH₃(g) △H = －92.4 kJ/mol
H₂(g) + Cl₂(g) == 2HCl(g) △H = －184.6 kJ/mol 
1/2N₂(g) + 2H₂(g) + 1/2Cl₂(g) == NH₄Cl(s) △H = －313.6 kJ/mol
① 计算NH₃(g) + HCl(g) == NH₄Cl(s)的反应焓变：△H =______________
② 室温下NH₃就和HCl能发生化合反应生成NH₄Cl；而在加热的条件下，NH₄Cl则能分解为NH₃和HCl。请用所学的化学原理解释这一现象：____________________________

Answer 1

（1）2N₂ + 6H₂O == 4NH₃ + 3O₂
（2）>

（3）“略”
（4）升高温度，增大反应物N₂的浓度（并不断移出生成物脱离反应体系）
（5）① -175.1 kJ/mol；② NH₃(g) + HCl(g) == NH₄Cl(s)是一个焓减、熵减的反应，在低温下自发，在高温（加热条件）下不自发。而其逆反应NH₄Cl的分解则在高温下自发