Question

（12分）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) H="-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為原來的，此時H₂的轉化率為        （計算出結果）；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)表面與水發生反應：
2N₂(g)+6H₂O（1）  4NH₃(g)+3O₂(g) H="+1530" kJ／mol
又知：H₂O（1）=H₂O(g) H="+44.0" kJ／mol
則2N₂(g)+6H₂O(g)  4NH₃(g)+3O₂(g) H =      kJ／mol，該反應的化學平衡常數表達式為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%  AD        （2） +1266   c³(O₂) c⁴(NH₃)/ c²(N₂) c⁶(H₂O)   不變

解析試題分析：（1）①催化劑能降低正逆反應的活化能，在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E₂的變化是減小。②根據三行式計算；設發生反應的氮氣的物質的量為x
N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)
起始物質的量（mol）0.3    0.5         0
轉化物質的量（mol）x      3x         2x
平衡物質的量（mol）0.3—x 0.5—3x      2x
根據題意及阿伏加德羅定律知，(0.8—2x)/0.8 =7/8，解得x=0.05mol，H₂的轉化率為0.15/0.5×100%=30%；欲提高該容器中H₂的轉化率，A．向容器中按原比例再充入原料氣，相當于增大壓強，合成氨的反應平衡正向移動，氫氣的轉化率增大，正確； B．向容器中再充入一定量H₂，氫氣的轉化率降低，錯誤；C．改變反應的催化劑，平衡不移動，氫氣的轉化率不變，錯誤；D．液化生成物分離出氨，平衡正向移動，氫氣的轉化率增大，正確，選AD。 （2）已知：①2N₂(g)+6H₂O（1）  4NH₃(g)+3O₂(g) △H="+1530" kJ／mol②H₂O（1）=H₂O(g) △H="+44.0" kJ／mol，根據蓋斯定律：①—②×6得
2N₂(g)+6H₂O(g)  4NH₃(g)+3O₂(g) △H =+1266kJ／mol；根據該反應的化學方程式及化學平衡常數的定義知，該反應的化學平衡常數表達式為K=c³(O₂) c⁴(NH₃)/ c²(N₂) c⁶(H₂O)；影響化學平衡常數的外界條件為溫度，控制其他條件不變，增大壓強，K值不變。
考點：考查外界條件對化學反應速率、化學平衡的影響，平衡計算。