Question

根據碰撞理論，分子在發(fā)生反應時必須要進行有效碰撞。那些具有足夠高能量，能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子，要使普通分子成為活化分子所需最小能量稱為活化能(E_a)。一定溫度下氣體分子中的活化分子百分數(shù)是一定的，而催化劑可以改變活化能的大小。如圖表示298.15 K時，N₂、H₂與NH₃的平均能量與合成氨反應的活化能的曲線圖，據圖回答：

                    

(1)若反應中生成2 mol氨，則反應________(填“吸熱”或“放熱”)________kJ。

(2)在圖中曲線________(填“a”或“b”)表示加入鐵觸媒的能量變化曲線，鐵觸媒能加快反應速率的原理是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)目前合成氨工業(yè)廣泛采用的反應條件500℃、20 MPa～50 MPa、鐵觸媒，反應轉化率不超過50%，工業(yè)上為了進一步提高氨氣產率，你認為下列措施最經濟可行的是

________________________________________________________________________。

A．降低反應溫度，讓反應向著有利于氨氣生成的方向進行

B．升高溫度，讓更多的分子變成活化分子

C．尋求能在更低的溫度下有很強催化活性的新型催化劑

D．尋求新型耐高壓材料，將壓強增大一倍

Answer 1

(1)放熱　92　(2)b　降低了合成氨反應的活化能

(3)C

解析　(1)由圖中能量狀態(tài)可知N₂與3H₂具有的總能量高于2NH₃所具有的能量，故該反應為放熱反應，且反應N₂＋3H₂2NH₃每生成2 mol NH₃放出(600－508)kJ＝92 kJ熱量。

(2)合成氨反應中，加入鐵觸媒后，由于改變了反應歷程，使反應的活化能降低，從而加快了反應速率，故曲線b代表加催化劑后的能量變化曲線。