自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下,N
2與O
2反應(yīng)生成NO.
(1)在不同溫度下,反應(yīng)N
2(g)+O
2(g)?2NO(g)△H=a kJ?mol
-1的平衡常數(shù)K如下表:
溫度/℃ |
1538 |
1760 |
2404 |
平衡常數(shù)K |
0.86×10-4 |
2.6×10-4 |
64×10-4 |
①該反應(yīng)的a
>
>
0(填“>”、“=”或“<”).
②其他條件相同時(shí),在上述三個(gè)溫度下分別發(fā)生該反應(yīng).
1538℃時(shí),N
2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化如圖所示,請(qǐng)補(bǔ)充完成1760℃時(shí)N
2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖.
(2)2404℃時(shí),在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N
2和2.6mol O
2,計(jì)算反應(yīng)N
2(g)+O
2(g)?2NO(g)達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度.(此溫度下不考慮O
2與NO的反應(yīng).計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法.曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)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)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH
3.相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
2N
2(g)+6H
2O(1)=4NH
3(g)+3O
2(g)△H=+1530kJ?mol
-1則氨催化氧化反應(yīng)4NH
3(g)+5O
2(g)=4NO(g)+6H
2O(1)的反應(yīng)熱△H=
(2a-1530)kJ?mol-1
(2a-1530)kJ?mol-1
.(用含a的代數(shù)式表示)
(4)最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H
+)實(shí)現(xiàn)氮的固定--氨的電解法合成,大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率.總反應(yīng)式為:N
2+3H
2?2NH
3.則在電解法合成氨的過(guò)程中,應(yīng)將H
2不斷地通入
陽(yáng)
陽(yáng)
極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”);在另一電極通入N
2,該電極反應(yīng)式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
.