Question

（12分）科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）合成氨的原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  H=-92.4 kJ／mol，该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₂的变化是           (填“增大”、“减小”或“不变”)。

②将0.3 mol N₂和0.5 mol H₂充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H₂的转化率为         （计算出结果）；欲提高该容器中H₂的转化率，下列措施可行的是           (填选项字母)。

A．向容器中按原比例再充入原料气     B．向容器中再充入一定量H₂

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)表面与水发生反应：

2N₂(g)+6H₂O（1） 4NH₃(g)+3O₂(g)  H=+1530 kJ／mol

又知：H₂O（1）=H₂O(g)  H=+44.0 kJ／mol

则2N₂(g)+6H₂O(g) 4NH₃(g)+3O₂(g)  H =       kJ／mol，该反应的化学平衡常数表达式为K=            ，控制其他条件不变，增大压强，K值        (填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer

（1）① 减小 ②30% AD （2） +1266 c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O) 不变

【解析】

试题分析：（1）①催化剂能降低正逆反应的活化能，在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是减小。②根据三行式计算；设发生反应的氮气的物质的量为x

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始物质的量（mol）0.3 0.5 0

转化物质的量（mol）x 3x 2x

平衡物质的量（mol）0.3—x 0.5—3x 2x

根据题意及阿伏加德罗定律知，(0.8—2x)/0.8 =7/8，解得x=0.05mol，H2的转化率为0.15/0.5×100%=30%；欲提高该容器中H2的转化率，A．向容器中按原比例再充入原料气，相当于增大压强，合成氨的反应平衡正向移动，氢气的转化率增大，正确； B．向容器中再充入一定量H2，氢气的转化率降低，错误；C．改变反应的催化剂，平衡不移动，氢气的转化率不变，错误；D．液化生成物分离出氨，平衡正向移动，氢气的转化率增大，正确，选AD。 （2）已知：①2N2(g)+6H2O（1） 4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530 kJ／mol②H2O（1）=H2O(g) △H=+44.0 kJ／mol，根据盖斯定律：①—②×6得

2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) △H =+1266kJ／mol；根据该反应的化学方程式及化学平衡常数的定义知，该反应的化学平衡常数表达式为K=c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O)；影响化学平衡常数的外界条件为温度，控制其他条件不变，增大压强，K值不变。

考点：考查外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响，平衡计算。