Question

根据碰撞理论，分子在发生反应时必须要进行有效碰撞。那些具有足够高能量，能发生有效碰撞的分子称为活化分子，要使普通分子成为活化分子所需最小能量称为活化能(E_a)。一定温度下气体分子中的活化分子百分数是一定的，而催化剂可以改变活化能的大小。如图表示298.15 K时，N₂、H₂与NH₃的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图，据图回答：

                    

(1)若反应中生成2 mol氨，则反应________(填“吸热”或“放热”)________kJ。

(2)在图中曲线________(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线，铁触媒能加快反应速率的原理是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)目前合成氨工业广泛采用的反应条件500℃、20 MPa～50 MPa、铁触媒，反应转化率不超过50%，工业上为了进一步提高氨气产率，你认为下列措施最经济可行的是

________________________________________________________________________。

A．降低反应温度，让反应向着有利于氨气生成的方向进行

B．升高温度，让更多的分子变成活化分子

C．寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂

D．寻求新型耐高压材料，将压强增大一倍

Answer 1

(1)放热　92　(2)b　降低了合成氨反应的活化能

(3)C

解析　(1)由图中能量状态可知N₂与3H₂具有的总能量高于2NH₃所具有的能量，故该反应为放热反应，且反应N₂＋3H₂2NH₃每生成2 mol NH₃放出(600－508)kJ＝92 kJ热量。

(2)合成氨反应中，加入铁触媒后，由于改变了反应历程，使反应的活化能降低，从而加快了反应速率，故曲线b代表加催化剂后的能量变化曲线。