科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道: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。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h):
| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+
O2(g)
ΔH=+765.2 kJ·mol-1
回答下列问题:![]()
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(1)请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。
(2)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: 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入
0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算:
①该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。
0℃,1.01×105Pa时,分别向甲、乙、丙三个容器中加入30.0mL同浓度的盐酸,
| 反应容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 加入合金质量(g) | 0.510 | 1.53 | 3.57 | |
| 与盐酸反应生成气体(L) | 0.560 | 0.672 | 0.672 | |
| 与氢氧化钠反应产生气体(L) | 0.336 | x | y |
再加入不同质量的由两种金属组成的合金粉末,测量放出气体的体积。若在甲、乙、丙三个容器中加入与盐酸同体积同浓度的氢氧化钠溶液,再分别加入与上述实验相同质量的同种合金,测量放出气体的体积,如下表:
根据表中数据可以计算得出的是_________;
A.合金的组成 B.合金中组分的含量
C.盐酸的物质的量浓度 D.盐酸的密度
能计算出的量的值为__________________;
(2)若两种金属是下列选项中的某两种,则从甲容器中的两次实验:
①不经计算,肯定没有________________(填字母符号);
A.40Ca B.56Fe C.64Cu D.24Mg E.27Al
②通过计算讨论推测合金的成分____________;
(3)根据(2)的推测结果,计算x和y的值分别为多少?