已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,这是目前普遍使用的人工固氮的方法。请回答下列问题:
(1)450℃时,往一个2L的密闭容器中充入2. 6mol H2和1mol N2, 反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
| 30
|
c(NH3)/mol·L—1
| 0.08
| 0.14
| 0.18
| 0.20
| 0.20
| 0.20
|
①5 min内,消耗N
2的平均反应速率为_______________,此条件下该反应的化学平衡常数K=_______________;反应达到平衡后,若往平衡体系中加入H
2、N
2和NH
3各2mol,此时该反应的v(N
2)
正_______________v(N
2)
逆(填写“>”、“=”或“<”=)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________(填序号字母)
A.容器内N
2、H
2、NH
3的浓度之比为1:3:2
B.v(N
2)
正=3v(H
2)
逆 C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变 E.容器内混合气体的平均分子量不变
③若改变某一条件,达新平衡时n(H
2)="1.60mol" ,下列说法正确的是_____________。
A.平衡一定正向移动 B.可能是向容器中加入了一定量的H
2气体
C.可能是降低了容器的温度 D.可能是缩小了容器的体积
(2)450℃时,在另一密闭容器中进行上述合成氨的反应,各物质的起始浓度和平衡浓度如下表所示:
| N2
| H2
| NH3
|
起始浓度(mol/L)
| 0.2
| 0.3
| 0.2
|
平衡浓度(mol/L)
| a
| b
| c
|
请回答:
①各物质的平衡浓度可能是_______________.
A.c="0.5mol/L " B.b="0.5mol/L " C.c="0.4mol/L " D.a=0.3mol/L
②a的取值范围是:_______________.
③请用数学表达式表示下列量之间的关系:
(I)a与b的关系:_______________。
(Ⅱ)a、b、c的关系:_______________。
(3) 根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N
2在催化剂(掺有少量Fe
2O
3的TiO
2)表面与水可发生下列反应:2N
2(g)+6H
2O(l)
4NH
3(g)+3O
2(g),此反应的△S__________0(填“
”、 “
”或“=”), △H=_____________。
(已知:H
2的燃烧热为285.8 kJ/mol)