Question

（27分）氨的合成原理为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） ；△H=—92．4 KJ·mol^—1。现在500℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量变化如下图。回答下列问题：

（1）10min内以NH₃表示的平均反应速率                 ；

（2）在10~20 min内：NH₃浓度变化的原因可能是                   ；

A．加了催化剂             B．缩小容器体积   

C．降低温度               D．增加NH₃物质的量

（3）第1次平衡的时间范围为：             ，

第2次平衡的时间范围为：             ，

第1次平衡：平衡常数K₁ =            （带数据的表达式），

第2次平衡时NH₃的体积分数           ；

（4）在反应进行至25 min时：

① 曲线发生变化的原因：                 

② 达第二次平衡时，新平衡的平衡常数

K₂      K₁（填“大于”、“等于”、“小于”）；

（5）在25~40min时，计算合成氨过程中的反应热△H=                 。

（6）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的TiO₂）表面与水发生下列反应：

N₂（g）+ 3H₂O（1）  2NH₃（g）+ O₂（g） ；△H = a kJ·mol^—1

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

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

①此合成反应的a   0；ΔS   0，（填“＞”、“＜”或“＝”）

②已知：N₂（g）+ 3H₂（g）2NH₃（g） ΔH= －92 ．4kJ·mol^—1

2H₂（g）+ O₂（g） = 2H₂O（l）= －571．6kJ·mol^—1

则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为：

                                                                           

Answer 1

（1）平均反应速率： v = 0．005mol·L^-1 ·min^-1  ；（3分）

（2）原因可能是      AB   ；（3分）

（3）第1次平衡的时间为：  20~25min  ，（2分）

第2次平衡的时间为：  35~40 min  ，（2分）

 第1次平衡：平衡常数K₁ =  K =    （0．15）²   0．125×（0．075）³ （带数据的表达式），（3分）

 第2次平衡时NH₃的体积分数  45．5 %   ；（3分）

（4）①曲线发生变化的原因：    移走0．1 mol NH₃   ，（2分）②K₂  等于 K₁（2分）

（5）△H=  —2．31 KJ·mol^-1   。（2分）

（6） ①＞、＞ （各2分）

②2N₂（g）+ 6H₂O（1） = 4NH₃（g）+ 3O₂（g） ΔH=+1530 kJ·mol^-1 （3分）

N₂（g） + 3H₂O（1）= 2NH₃（g） + O₂（g） ΔH=+765kJ·mol^-1 （3分）

解析:略