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＋O₂
進(jìn)一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時(shí)間3 h)：

T/℃	30	40	50
生成NH3量/(10－6 mol)	4.8	5.9	6.0

 
請(qǐng)回答下列問題：
(1)50℃時(shí)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·h^－1。
(2)該反應(yīng)過程與能量關(guān)系可用如圖表示，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是____________。

(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)速率較慢。請(qǐng)?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)合成氨的熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。在某壓強(qiáng)恒定的密閉容器中加入2 mol N₂和4 mol H₂，達(dá)到平衡時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率為50%，體積變?yōu)?0 L。求：
①該條件下的平衡常數(shù)為________；
②若向該容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均大于0，在相同條件下達(dá)到平衡時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。反應(yīng)放出的熱量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

Answer 1

(1)1.5×10^－6
(2)N₂(g)＋3H₂O(l)=2NH₃(g)＋O₂(g)ΔH＝＋765.2 kJ·mol^－1
(3)升高溫度
(4)①400 �、�<

(4)①K＝ ＝400。
②當(dāng)加入2 mol N₂和4 mol H₂時(shí)，生成2 mol NH₃，放出92.4 kJ的熱量，而當(dāng)加入a mol N₂、b mol H₂和c mol NH₃時(shí)，平衡時(shí)NH₃仍為2 mol，則生成的NH₃為(2－c) mol，則放出的熱量小于92.4 kJ。