Question

【題目】（1）將一定量的N2(g)和H2(g)放入2L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

①在反應(yīng)體系中加入催化劑，該反應(yīng)的反應(yīng)熱_____（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②5分鐘后達到平衡，測得N2為0．2 mol，H2為0．6 mol，NH3為0．2 mol。氮氣的平均反應(yīng)速率υ(N2)＝___________，H2的轉(zhuǎn)化率為_____________（保留小數(shù)點后一位）。

③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是____________。

a．把氣體的體積壓縮至1L b．向容器中再充入惰性氣體

c．改變反應(yīng)的催化劑 d．液化生成物分離出氨

（2）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g) ΔH＝akJ/mol，進一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如下：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10－6mol）	4．8	5．9	6．0

此合成反應(yīng)的a_________0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

【答案】不變 0.01mol·L－1·min－1 33.3% ad 大于

【解析】

對于合成氨反應(yīng)，欲增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，可設(shè)法讓平衡向正反應(yīng)方向移動。具體方法為：加壓、降溫、把產(chǎn)物取走一部分、增大另一種反應(yīng)物的濃度，但試圖通過充入稀有氣體讓體系的總壓強增大、加入催化劑、充入該反應(yīng)物，都不能達到目的。

（1）①在反應(yīng)體系中加入催化劑，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，該反應(yīng)的反應(yīng)熱不變；

答案為：不變；

② N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

起始量 0.3 mol 0.9 mol 0

變化量 0.1 mol 0.3mol 0.2 mol

平衡量 0.2 mol 0.6 mol 0.2 mol

氮氣的平均反應(yīng)速率υ(N2)＝ mol·L－1·min－1，

H2的轉(zhuǎn)化率為；

答案為：0.01mol·L－1·min－1；33.3%

③a．把氣體的體積壓縮至1L，平衡正向移動，H2的轉(zhuǎn)化率提高；

b．向容器中再充入惰性氣體，雖然壓強增大，但反應(yīng)物與生成物的濃度沒有發(fā)生改變，平衡不發(fā)生移動，H2的轉(zhuǎn)化率不變；

c．改變反應(yīng)的催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；

d．液化生成物分離出氨，減小生成物濃度，平衡正向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大。

答案為：ad

（2）從表中數(shù)據(jù)可看出，升高溫度，NH3的生成量增大，說明平衡正向移動，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，a大于0；

答案為：大于