Question

(1)将一定量的N₂(g)和H₂(g)放入2L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下发生如下反应：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) 

①在反应体系中加入催化剂，反应速率______，该反应的反应热_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②5分钟后达到平衡，测得N₂为0.2 mol，H₂为0.6 mol，NH₃为0.2 mol。氮气的平均反应速率υ(N₂)＝_________，H₂的转化率为______(保留小数点后一位)。

③欲提高②容器中H₂的转化率，下列措施可行的是________。

A．把气体的体积压缩至1L      B．向容器中再充入惰性气体

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)表面与水发生下列反应：2N₂(g)+6H₂O(g)⇌4NH₃(g)+3O₂(g)   ∆H=akJ/mol，进一步研究NH₃生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：

T/K	303	313	323
NH3生成量/(10^-6mol)	4.8	5.9	6.0

此合成反应的a_________0。(填“大于”、“小于”或“等于”)

Answer

增大 不变 0.01mol/(L·min) 33.3% AD 大于

【解析】

(1)①催化剂能加快反应速率，但不影响反应热；

②根据化学反应速率和转化率的公式计算；

③对于合成氨反应，欲增大反应物的转化率，可设法让平衡向正反应方向移动。具体方法为：加压、降温、把产物取走一部分、增大另一种反应物的浓度，但试图通过充入稀有气体让体系的总压强增大、加入催化剂、充入该反应物，都不能达到目的。

(2)根据温度对化学平衡移动的影响分析。

(1)①在反应体系中加入催化剂，可以加快化学反应速率，但不能提高反应物的转化率；催化剂能降低反应的活化能，但该反应的反应热不变；

②

氮气的平均反应速υ(N2)＝=0.01mol/(L·min)，H2的转化率为=33.3%；

③A.把气体的体积压缩至1L，平衡正向移动，H2的转化率提高，A可行；

B.向容器中再充入惰性气体，虽然总压强增大，但反应物与生成物的浓度没有发生改变，平衡不发生移动，H2的转化率不变，B不可行；

C.改变反应的催化剂，能改变化学反应速率，但不能改变反应物的转化率，C不可行；

D.液化生成物分离出氨，减小生成物浓度，平衡正向移动，H2的转化率增大，D可行；

故答案选AD；

(2)从表中数据可看出，升高温度，NH3的生成量增大，说明平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，a大于0。