一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下,N
2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)生成NH
3:N
2+3H
2O
2NH
3+O
2進(jìn)一步研究NH
3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時間3 h):
T/℃
| 30
| 40
| 50
|
生成NH3量/(10-6 mol)
| 4.8
| 5.9
| 6.0
|
請回答下列問題:
(1)50℃時從開始到3 h內(nèi)以O(shè)
2物質(zhì)的量變化表示的平均反應(yīng)速率為________ mol·h
-1。
(2)該反應(yīng)過程與能量關(guān)系可用如圖表示,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是____________。
(3)與目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率較慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH
3生成量的建議:_______________________________________。
(4)工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol
-1。在某壓強(qiáng)恒定的密閉容器中加入2 mol N
2和4 mol H
2,達(dá)到平衡時,N
2的轉(zhuǎn)化率為50%,體積變?yōu)?0 L。求:
①該條件下的平衡常數(shù)為________;
②若向該容器中加入a mol N
2、b mol H
2、c mol NH
3,且a、b、c均大于0,在相同條件下達(dá)到平衡時,混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。反應(yīng)放出的熱量________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。