Question

科學家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理為：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)ΔH="-92.4" kJ/mol，該反應的能量變化如圖所示。

①在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E₂的變化是      (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②將0.3 mol N₂和0.5 mol H₂充入體積不變的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，測得容器內氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824161049623392.png" style="vertical-align:middle;" />，此時H₂的轉化率為   ；欲提高該容器中H₂的轉化率，下列措施可行的是          (填選項字母)。

A．向容器中按原比例再充入原料氣

B．向容器中再充入一定量H2

C．改變反應的催化劑

D．液化生成物分離出氨

(2)根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑(摻有少量Fe₂O₃和TiO₂)表面與水發(fā)生反應：
2N₂(g)+6H₂O(l)4NH₃(g)+3O₂(g)
ΔH="+1" 530 kJ/mol
又知：H₂O(l)H₂O(g)       ΔH="+44.0" kJ/mol
則2N₂(g)+6H₂O(g)4NH₃(g)+3O₂(g) ΔH=     kJ/mol，該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K        ，控制其他條件不變，增大壓強，K值    (填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

(1)①減小   ②30%   A、D
(2)+1 266       不變

(1)①在反應體系中加入催化劑，活化能降低，E₂也減小，反應速率增大。
②     N₂   +        3H₂          2NH₃
起始 0.3 mol      0.5 mol        0
轉化  x mol       3x mol       2x mol
平衡 (0.3-x)mol (0.5-3x)mol    2x mol
根據題意有(0.3-x)mol +(0.5-3x)mol+ 2x mol=0.7，解得x=0.05,H₂轉化
0.15 mol，轉化率為30%。
欲提高轉化率可以按原比例向容器中再充入原料氣(相當于加壓)，液化生成物分離出氨，也可以降溫。
(2)由蓋斯定律消去H₂O(l)可得，2N₂(g) + 6H₂O(g)4NH₃(g)+3O₂ (g)
ΔH ="+1" 266 kJ·mol^-1。
該反應的平衡常數(shù)表達式可以表示為K= K只受溫度的影響，控制其他條件不變，增大壓強，K值不變