Question

一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)生成NH₃：N₂+ 3H₂O2NH₃+O_2.

進一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表（反應(yīng)時間3 h）：

T/℃	30	40	50
生成NH3量／（10mo1）	4．8	5．9	6．0

請回答下列問題：

（1）50℃時從開始到3 h內(nèi)以O(shè)₂物質(zhì)的量變化表示的平均反應(yīng)速率為         mol／min。

（2）該反應(yīng)過程與能量關(guān)系可用右圖表示．完成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：              。

（3）與目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH₃生成量的建議：          。

（4）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3 H₂（g）2NH₃（g）。設(shè)在容積為2．0 L的密閉容器中充人0．80 mol N₂（g）和1．60 mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達到平衡時，NH₃的體積分數(shù)為20％。

① 該條件下反應(yīng)2NH₃（g）N₂（g）十3H₂（g）的平衡常數(shù)為           。

② 相同條件下，在另一相同容器中充人a mol N₂（g）和b mo1 H₂（g），達到平衡時，測得容器中NH₃為0．8 mo1，H₂為2．0 mol，則            ，         

Answer 1

（1）2．5×l0（3分）

（2）N₂（g）+3H₂O（1）2NH₃（g）+O₂（g）

          （3分）

（3）升高溫度；加壓；不斷移出生成物脫離反應(yīng)體系（合理均可，3分）

    （4）①0．9375  （3分）②0．7  （2分）3．2（2分）

解析:

解析：（1）

    （3分）

（4）①                 N₂（g）+ 3H₂（g）2NH₃（g）

起始／mol         0．80       1．60           0

        轉(zhuǎn)化／mol                        3                2

        平衡n／mol          0．80—    1．60一3    2

       

        解得：

        則

② 由溫度相同知設(shè)平衡時N₂物質(zhì)的量為

      

       

由等效轉(zhuǎn)化可求起始時N₂、H₂的物質(zhì)的量。