已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,这是目前普遍使用的人工固氮的方法.请回答下列问题:
(1)450℃时,往一个2L的密闭容器中充入2.6mol H2和1mol N2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
| 时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c(NH3)/mol?L-1 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
①5min内,消耗N
2的平均反应速率为______,此条件下该反应的化学平衡常数K=______;反应达到平衡后,若往平衡体系中加入H
2、N
2和NH
3各2mol,此时该反应的v(N
2)
正______v(N
2)
逆(填写“>”、“=”或“<”=).
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填序号字母)
A.容器内N
2、H
2、NH
3的浓度之比为1:3:2
B.v(N
2)
正=3v(H
2)
逆 C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变 E.容器内混合气体的平均分子量不变
③若改变某一条件,达新平衡时n(H
2)=1.60mol,下列说法正确的是______.
A.平衡一定正向移动 B.可能是向容器中加入了一定量的H
2气体
C.可能是降低了容器的温度 D.可能是缩小了容器的体积
(2)450℃时,在另一密闭容器中进行上述合成氨的反应,各物质的起始浓度和平衡浓度如下表所示:
| N2 | H2 | NH3 |
| 起始浓度(mol/L) | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| 平衡浓度(mol/L) | a | b | c |
请回答:
①各物质的平衡浓度可能是______.
A.c=0.5mol/L B.b=0.5mol/L C.c=0.4mol/L D.a=0.3mol/L
②a的取值范围是:______.
③请用数学表达式表示下列量之间的关系:
(I)a与b的关系:______.
(Ⅱ)a、b、c的关系:______.
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N
2在催化剂(掺有少量Fe
2O
3的TiO
2)表面与水可发生下列反应:2N
2(g)+6H
2O(l)?4NH
3(g)+3O
2(g),此反应的△S______0(填“>”、“<”或“=”),△H=______.(已知:H
2的燃烧热为285.8kJ/mol)
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