Question

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂表面与水发生反应生成NH₃：N₂＋3H₂O2NH₃＋O₂
进一步研究NH₃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O₂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NH₃生成量的建议：_______________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N₂和4 mol H₂，达到平衡时，N₂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 N₂、b mol H₂、c mol NH₃，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。

Answer 1

(1)1.5×10^－6
(2)N₂(g)＋3H₂O(l)=2NH₃(g)＋O₂(g)ΔH＝＋765.2 kJ·mol^－1
(3)升高温度
(4)①400 　②<

(4)①K＝ ＝400。
②当加入2 mol N₂和4 mol H₂时，生成2 mol NH₃，放出92.4 kJ的热量，而当加入a mol N₂、b mol H₂和c mol NH₃时，平衡时NH₃仍为2 mol，则生成的NH₃为(2－c) mol，则放出的热量小于92.4 kJ。