Question

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”)。

Answer 1

(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