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(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(混有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h):
T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10-6mol)
4.8
5.9
6.0
2.0
相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+O2(g) △H=+765.2 kJ/mol  (I)
请回答下列问题:
(1)请在方框内的坐标系中,画出反应(I)在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3日生成量的建议:                        
(3)写出工业上用H2和N2直接合成NH3的化学方程式                       ,设在2.0 L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总物质的量之比)为4/7。计算该条件下N2的平衡转化率为          ;反应的平衡常数K=           (不要求写单位)。
(1)(2)研制新型、高效催化剂
(3)N2(g)+3H2(g)) 2NH3(g);66.7%;200

试题分析:(1)催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的,使用催化剂后,活化能降低,故图像为
(2)根据影响反应速率的因素:温度、浓度、压强、催化剂等外界因素,结合目前广泛使用的工业合成氨方法,可以采用增大压强的方法,此外还可以寻找高效的催化剂。
(3)H2和N2直接合成NH3的化学方程式为N2(g)+3H2(g)) 2NH3(g)。设平衡时有x molN2转化,则
N2(g)+3H2(g)) 2NH3(g)
起始量(mol)  0.6        1.6                   0
变化量(mol)  x           3x                   2x
平衡量(mol)(0.6-x)(1.6-3x)      2x mol
则有: 
解得:x=0.4(mol)
因此N2的平衡转化率: ×100%=66.7%
②由①可知,N2、H2、NH3平衡时的物质的量分别为:0.2mol、0.4mol、0.8mol,在2.0L容器中浓度分别为:0.1mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L,则该温度下平衡常数K= =200。
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A.0.1sB.2.5sC.5sD.10s

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A.减小压强能增大反应速率B.增大压强能减小反应速率
C.使用适当的催化剂能增大反应速率D.升高温度对反应速率无影响

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(1)把锌片投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由图⑴表示。
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A.①④B.③④C.①②③D.②③
(2)若向等量的两份稀硫酸a和b中, 分别加入过量的锌粉, 并向a中加入少量铜粉, 下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系正确的是       ,若向a中加入少量CH3COONa固体,图像正确的是       

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A.①②B.②③C.①③D.②④

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(2)反应后期反应速率减慢的原因是             。 

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