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生反應生成NH₃：N₂＋3H₂O2NH₃＋O₂
進一步研究NH₃生成量與溫度的關系，部分實驗數據見下表(反應時間3 h)：

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

 
請回答下列問題：
(1)50℃時從開始到3 h內以O₂物質的量變化表示的平均反應速率為________ mol·h^－1。
(2)該反應過程與能量關系可用如圖表示，則反應的熱化學方程式是____________。

(3)與目前廣泛應用的工業合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率較慢。請提出可提高其反應速率且增大NH₃生成量的建議：_______________________________________。
(4)工業合成氨的熱化學方程式為N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。在某壓強恒定的密閉容器中加入2 mol N₂和4 mol H₂，達到平衡時，N₂的轉化率為50%，體積變為10 L。求：
①該條件下的平衡常數為________；
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，在相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與上述平衡相同。反應放出的熱量________(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 　②<

(4)①K＝ ＝400。
②當加入2 mol N₂和4 mol H₂時，生成2 mol NH₃，放出92.4 kJ的熱量，而當加入a mol N₂、b mol H₂和c mol NH₃時，平衡時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。