科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)目前合成氨技术原理为:N
2(g) + 3H
2(g)
2NH
3(g); △H=-92.4kJ·mol
-1。
① 673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH
3)和n(H
2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是__________。
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点 e处的n(N
2)相同
D.773K,30MPa下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH
3)比图中e点的值大
② 在容积为2.0 L恒容的密闭容器中充入0.80 mol N
2(g)和1.60 mol H
2(g),反应在673K、30MPa下达到平衡时,NH
3的体积分数为20%。该条件下反应N
2(g) + 3H
2(g)
2NH
3(g)的平衡常数K= ________。(保留小数一位)K值越大,表明反应达到平衡时_________(填标号)。
A.H
2的转化率一定越高
B.NH
3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全
D.化学反应速率越大
(2)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的 SCY陶瓷(能传递H
+),实现了高温常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阴极的电极反应式
____________________。
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下, N
2在催化剂(掺有少量Fe
2O
3的TiO
2)表面与水发生下列反应:N
2(g) + 3H
2O(1)
2NH
3(g) + O
2(g)。△H = a kJ·mol
-1 进一步研究NH
3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表
①此合成反应的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 则N
2(g) + 3H
2O(l) = 2NH
3(g) +
O
2(g) ΔH=_____________kJ·mol
-1