Question

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N 2 在催化剂表面与水发生反应生成NH 3 ：N 2 ＋3

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N 2 在催化剂表面与水发生反应生成NH 3 ：N 2 ＋3H 2 O 2NH 3 ＋O 2 进一步研究NH 3 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NH 3 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O 2 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NH 3 生成量的建议：_______________________________________。(4)工业合成氨的热化学方程式为N 2 (g)＋3H 2 (g) 2NH 3 (g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol －1 。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N 2 和4 mol H 2 ，达到平衡时，N 2 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 N 2 、b mol H 2 、c mol NH 3 ，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。

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Answer 1

(1)1.5×10 － 6 (2)N 2 (g)＋3H 2 O(l)=2NH 3 (g)＋O 2 (g)ΔH＝＋765.2 kJ·mol － 1 (3)升高温度 (4)①400 　②<

(4)①K＝  ＝400。 ②当加入2 mol N 2 和4 mol H 2 时，生成2 mol NH 3 ，放出92.4 kJ的热量，而当加入a mol N 2 、b mol H 2 和c mol NH 3 时，平衡时NH 3 仍为2 mol，则生成的NH 3 为(2－c) mol，则放出的热量小于92.4 kJ。