问题 填空题

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH="-92.4" kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是      (填“增大”、“减小”或“不变”)。

②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为   ;欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是          (填选项字母)。

A.向容器中按原比例再充入原料气

B.向容器中再充入一定量H2

C.改变反应的催化剂

D.液化生成物分离出氨(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:

2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)

ΔH="+1" 530 kJ/mol

又知:H2O(l)H2O(g)       ΔH="+44.0" kJ/mol

则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=     kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K        ,控制其他条件不变,增大压强,K值    (填“增大”、“减小”或“不变”)。

答案

(1)①减小   ②30%   A、D

(2)+1 266       不变

(1)①在反应体系中加入催化剂,活化能降低,E2也减小,反应速率增大。

②     N2   +        3H2          2NH3

起始 0.3 mol      0.5 mol        0

转化  x mol       3x mol       2x mol

平衡 (0.3-x)mol (0.5-3x)mol    2x mol

根据题意有(0.3-x)mol +(0.5-3x)mol+ 2x mol=0.7,解得x=0.05,H2转化

0.15 mol,转化率为30%。

欲提高转化率可以按原比例向容器中再充入原料气(相当于加压),液化生成物分离出氨,也可以降温。

(2)由盖斯定律消去H2O(l)可得,2N2(g) + 6H2O(g)4NH3(g)+3O2 (g)

ΔH ="+1" 266 kJ·mol-1

该反应的平衡常数表达式可以表示为K= K只受温度的影响,控制其他条件不变,增大压强,K值不变

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