科學家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)目前合成氨技術(shù)原理為:N
2(g) + 3H
2(g)
2NH
3(g); △H=-92.4kJ·mol
-1。
① 673K,30MPa下,上述合成氨反應(yīng)中n(NH
3)和n(H
2)隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是__________。
A.點a的正反應(yīng)速率比點b的大
B.點c處反應(yīng)達到平衡
C.點d和點 e處的n(N
2)相同
D.773K,30MPa下,反應(yīng)至t2時刻達到平衡,則n(NH
3)比圖中e點的值大
② 在容積為2.0 L恒容的密閉容器中充入0.80 mol N
2(g)和1.60 mol H
2(g),反應(yīng)在673K、30MPa下達到平衡時,NH
3的體積分數(shù)為20%。該條件下反應(yīng)N
2(g) + 3H
2(g)
2NH
3(g)的平衡常數(shù)K= ________。(保留小數(shù)一位)K值越大,表明反應(yīng)達到平衡時_________(填標號)。
A.H
2的轉(zhuǎn)化率一定越高
B.NH
3的產(chǎn)量一定越大
C.正反應(yīng)進行得越完全
D.化學反應(yīng)速率越大
(2)1998年希臘亞里斯多德大學的兩位科學家采用高質(zhì)子導電性的 SCY陶瓷(能傳遞H
+),實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨。其實驗裝置如圖。陰極的電極反應(yīng)式
____________________。
(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)表面與水發(fā)生下列反應(yīng):N
2(g) + 3H
2O(1)
2NH
3(g) + O
2(g)!鱄 = a kJ·mol
-1 進一步研究NH
3生成量與溫度的關(guān)系,常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如下表
①此合成反應(yīng)的a______0;ΔS_______0,(填“>”、“<”或“=”)
②已知:N
2(g) + 3H
2(g)
2NH
3(g) ΔH= -92 .4kJ·mol
-1 2H
2(g) + O
2(g) = 2H
2O(l) = -571.6kJ·mol
-1 則N
2(g) + 3H
2O(l) = 2NH
3(g) +
O
2(g) ΔH=_____________kJ·mol
-1