一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N
2在催化剂表面与水发生反应生成NH
3:N
2+3H
2O
2NH
3+O
2进一步研究NH
3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
T/℃
| 30
| 40
| 50
|
生成NH3量/(10-6 mol)
| 4.8
| 5.9
| 6.0
|
请回答下列问题:
(1)50℃时从开始到3 h内以O
2物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h
-1。
(2)该反应过程与能量关系可用如图表示,则反应的热化学方程式是____________。
(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH
3生成量的建议:_______________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol
-1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N
2和4 mol H
2,达到平衡时,N
2的转化率为50%,体积变为10 L。求:
①该条件下的平衡常数为________;
②若向该容器中加入a mol N
2、b mol H
2、c mol NH
3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。