题目内容

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+3H2O2NH3+O2
进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10-6 mol)
4.8
5.9
6.0
 
请回答下列问题:
(1)50℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h-1
(2)该反应过程与能量关系可用如图表示,则反应的热化学方程式是____________。

(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:_______________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10 L。求:
①该条件下的平衡常数为________;
②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
(1)1.5×106
(2)N2(g)+3H2O(l)=2NH3(g)+O2(g)ΔH=+765.2 kJ·mol1
(3)升高温度
(4)①400  ②<
(4)①K= =400。
②当加入2 mol N2和4 mol H2时,生成2 mol NH3,放出92.4 kJ的热量,而当加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3时,平衡时NH3仍为2 mol,则生成的NH3为(2-c) mol,则放出的热量小于92.4 kJ。
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