氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH＜0，他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。工业上合成氨的部分工艺流程如下：

反应体系中各组分的部分性质见下表：

气体	氮气	氢气	氨
熔点/℃	-210.01	-252.77	-77.74
沸点/℃	-195.79	-259.23	-33.42

(1)合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程，即反应后通过把混合气体的温度降低到____________，使混合气体分离出产品，N₂、H₂继续循环。写出该反应的化学平衡常数表达式：K=____________。

(2)运用化学反应速率和化学平衡的观点说明工业上采用“使混合气体分离出产品，N₂、H₂继续循环”的生产措施的理由：___________________________________________________。

(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N₂与H₂反应生成NH₃的热化学方程式为_____________________________。

(4)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH₃)和n(H₂)随时间变化的关系如下图甲所示。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(t₁时刻)和点e(t₂时刻)处n(N₂)不一样

D.其他条件不变，773 K下反应至t₁时刻，n(H₂)比图中d点的值大

(5)1998年希腊亚里斯多德大学的Marncellos和Stoukides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化学合成氨，其实验装置如下图乙。阴极的电极反应式为__________________________________________________________________。

         

                  甲                                                 乙

（12分）能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：

（1）从能量的角度看，断开化学键要       _   ，形成化学键要          。已知拆开1 mol H－H键、1 mol I－I、1 mol H－I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要   __   （填“放出”或“吸收”）   ___  kJ的热量。

（2）沼气是一种廉价能源，农村存在大量的秸秆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭。已知8g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445.0kJ的热量，请写出甲烷燃烧热的热化学方程式____________________________________。

（3）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。

在如图甲、乙两装置中，甲中负极电极反应式为_____________________，

溶液中的阳离子向_____极移动（填“正”或“负”）；乙中铝电极作__________极，发生______反应（填“氧化”或“还原”）。

 

（12分）在密闭容器中，保持一定温度进行如下反应N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），已知加入1 mol N₂和3 mol H₂，在恒压条件下达到平衡时生成a mol NH₃，在恒容条件下达到平衡时生成b mol NH₃（见下表中编号①的一行）。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。回答下列问题：
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝___________。
（2）平衡常数K值越大，表明建立平衡时___________（填字母序号）。

A．N2的转化率越高	B．NH3的产量越大
C．正反应进行得越彻底	D．化学反应速度越快

（3）a与b的关系是：a   b（填＞、＜、＝）
（4）填写下表：

状态 条件	起始时物质的物质的量（mol）				平衡时NH3的物质的量 (mol)
	编号	X(N2)	Y(H2)	Z(NH3)
恒容	①	1	3	0	b
	②	0	0		b
	③		2.25		b

 

在密闭容器中，保持一定温度进行如下反应N₂（g）+ 3H₂（g） 2NH₃（g），已知加入1 mol N₂和3 mol H₂，在恒压条件下达到平衡时生成a mol NH₃，在恒容条件下达到平衡时生成b mol NH₃（见下表中编号①的一行）。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。回答下列问题：

（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝                        。

（2）平衡常数K值越大，表明建立平衡时          （填字母序号）。

A．N₂的转化率越高                       B．NH₃的产量越大

C．正反应进行得越彻底                    D．化学反应速度越快

（3）a与b的关系是：a   b（填＞、＜、＝）

（4）填写下表空格：

状态 条件	起始时物质的物质的量（mol）	平衡时NH3的物质的量 (mol)
编号	X(N2)	Y(H2)	Z(NH3)
恒容	①	1	3	0	b
②	0	0		b
③		2.25		b