科學家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有實驗報道：在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH₃．進一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表（光照、N₂、壓強1.0×10⁵ Pa、反應(yīng)時間3h）：

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

相應(yīng)的熱化學方程式如下：N₂（g）+3H₂O（l）?2NH₃（g）+

3

2

O₂（g）△H=+765.2kJ?mol^-1
回答下列問題：
（1）請畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化的示意圖，并進行必要標注．
（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法固氮反應(yīng)速率慢．請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH₃生成量的建議：（寫兩點）

適當增大溫度

適當增大溫度

；

適當增大壓強

適當增大壓強

．
（3）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）高溫、高壓催化劑
2NH₃（g）．設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N₂（g）和1.60mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)（NH₃的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為

4

7

．
計算：①該條件下N₂的平衡轉(zhuǎn)化率為

66.7%

66.7%

（保留一位小數(shù)）．
②該條件下反應(yīng)2NH₃（g）高溫、高壓催化劑N₂（g）+3H₂（g）的平衡常數(shù)

5.0×10^-3mol²/L²

5.0×10^-3mol²/L²

．
③若反應(yīng)溫度不變，假如在容積為2.0L的密閉容器中起始充入0.40mol N₂（g）和0.40mol H₂（g），反應(yīng)3min時測得體系壓強為原來的

3

4

，這段時間H₂的平均反應(yīng)速率為

0.05mol/（L?min），

0.05mol/（L?min），

．