Question

19．（1）将一定量的N₂（g）和H₂（g）放入2L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，该反应的反应热不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②5分钟后达到平衡，测得N₂为0.2mol，H₂为0.6mol，NH₃为0.2mol．氮气的平均反应速率v（N₂）=0.01mol•L^-1•min^-1，H₂的转化率为33.3%（保留小数点后一位）．
③欲提高②容器中H₂的转化率，下列措施可行的是AD．
A．把气体的体积压缩至1L    B．向容器中再充入惰性气体
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）表面与水发生下列反应：
2N₂（g）+6H₂O（l）4NH₃（g）+3O₂（g）△H=a kJ/mol
进一步研究NH₃生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4.8	5.9	6.0

此合成反应的a大于0．（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）①在反应体系中加入催化剂，加快反应速率，反应热只与始态与终态有关，与反应途径无关；
②由方程式可知△n（N₂）=$\frac{1}{2}$△n（NH₃），△n（H₂）=$\frac{3}{2}$△n（NH₃），再根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（N₂），转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
③A．把气体的体积压缩至1L，压强增大，平衡正向移动；
B．向容器中再充入惰性气体，恒容条件下，各组分浓度不变，平衡不移动；
C．改变反应的催化剂不影响平衡移动；
D．液化生成物分离出氨，平衡正向移动；
（2）由表中数据可知，随温度升高，NH₃生成量增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应．

解答 解：（1）①在反应体系中加入催化剂，降低活化能，活化分子百分数增大，反应速率增大，反应热只与始态与终态有关，与反应途径无关，反应热不变，
故答案为：增大；不变；
②由方程式可知△n（N₂）=$\frac{1}{2}$△n（NH₃）=$\frac{1}{2}$×0.2mol=0.1mol，v（N₂）=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{5min}$=0.01mol•L^-1•min^-1；
△n（H₂）=$\frac{3}{2}$△n（NH₃）=$\frac{3}{2}$×0.2mol=0.3mol，氢气起始物质的量=0.3mol+0.6mol=0.9mol，故氢气转化率=$\frac{0.3mol}{0.9mol}$×100%=33.3%，
故答案为：0.01mol•L^-1•min^-1；33.3%；
③A．把气体的体积压缩至1L，压强增大，平衡正向移动，H₂的转化率增大，故A正确；
B．向容器中再充入惰性气体，恒容条件下，各组分浓度不变，平衡不移动，H₂的转化率不变，故B错误；
C．改变反应的催化剂不影响平衡移动，H₂的转化率不变，故C错误；
D．液化生成物分离出氨，平衡正向移动，H₂的转化率增大，故D正确，
故选：AD；
（2）由表中数据可知，随温度升高，NH₃生成量增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故a＞0，故答案为：大于．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算等，难度不大，注意对基础知识的理解掌握．