已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,這是目前普遍使用的人工固氮的方法。請回答下列問題:
(1)450℃時,往一個2L的密閉容器中充入2. 6mol H2和1mol N2, 反應過程中對NH3的濃度進行檢測,得到的數(shù)據(jù)如下表所示:
時間/min
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
| 30
|
c(NH3)/mol·L—1
| 0.08
| 0.14
| 0.18
| 0.20
| 0.20
| 0.20
|
①5 min內(nèi),消耗N
2的平均反應速率為_______________,此條件下該反應的化學平衡常數(shù)K=_______________;反應達到平衡后,若往平衡體系中加入H
2、N
2和NH
3各2mol,此時該反應的v(N
2)
正_______________v(N
2)
逆(填寫“>”、“=”或“<”=)。
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是__________(填序號字母)
A.容器內(nèi)N
2、H
2、NH
3的濃度之比為1:3:2
B.v(N
2)
正=3v(H
2)
逆 C.容器內(nèi)壓強保持不變
D.混合氣體的密度保持不變 E.容器內(nèi)混合氣體的平均分子量不變
③若改變某一條件,達新平衡時n(H
2)="1.60mol" ,下列說法正確的是_____________。
A.平衡一定正向移動 B.可能是向容器中加入了一定量的H
2氣體
C.可能是降低了容器的溫度 D.可能是縮小了容器的體積
(2)450℃時,在另一密閉容器中進行上述合成氨的反應,各物質(zhì)的起始濃度和平衡濃度如下表所示:
| N2
| H2
| NH3
|
起始濃度(mol/L)
| 0.2
| 0.3
| 0.2
|
平衡濃度(mol/L)
| a
| b
| c
|
請回答:
①各物質(zhì)的平衡濃度可能是_______________.
A.c="0.5mol/L " B.b="0.5mol/L " C.c="0.4mol/L " D.a(chǎn)=0.3mol/L
②a的取值范圍是:_______________.
③請用數(shù)學表達式表示下列量之間的關(guān)系:
(I)a與b的關(guān)系:_______________。
(Ⅱ)a、b、c的關(guān)系:_______________。
(3) 根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道,在常溫、常壓、光照條件下,N
2在催化劑(摻有少量Fe
2O
3的TiO
2)表面與水可發(fā)生下列反應:2N
2(g)+6H
2O(l)

4NH
3(g)+3O
2(g),此反應的△S__________0(填“

”、 “

”或“=”), △H=_____________。
(已知:H
2的燃燒熱為285.8 kJ/mol)