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  • 科目:化学
  • 题型:填空题
  • 难度:较难
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(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(混有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h):

T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10-6mol)
4.8
5.9
6.0
2.0

相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+O2(g) △H=+765.2 kJ/mol  (I)
请回答下列问题:
(1)请在方框内的坐标系中,画出反应(I)在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3日生成量的建议:                        
(3)写出工业上用H2和N2直接合成NH3的化学方程式                       ,设在2.0 L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总物质的量之比)为4/7。计算该条件下N2的平衡转化率为          ;反应的平衡常数K=           (不要求写单位)。

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(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下人工固氮的新方法。