Question

（14分）科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）目前合成氨的技术原理为：

该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₂的变化是：              。（填“增大”、“减小”或“不变”）。

②将一定量的N₂(g)和H₂(g)放入2L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下发生如下反应：      

5分钟后达到平衡，测得N₂为0.2 mol，H₂为0.6 mol，NH₃为0.2 mol。氮气的平均反应速率v(N₂)＝               ，H₂的转化率为               ，该反应在此温度下的化学平衡常数为               。（后两空保留小数点后一位）

③欲提高②容器中H₂的转化率，下列措施可行的是            。

A．向容器中按原比例再充入原料气

B．向容器中再充入惰性气体

C．改变反应的催化剂

D．液化生成物分离出氨

（2）1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传导H⁺），从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为                               。

（3）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃和TiO₂）表面与水发生下列反应：

进一步研究NH₃生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：

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

此合成反应的a         0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

 

Answer 1

【答案】

（14分）（每空2分)  

（1）①减小       ②0.02mol·L^－1·min^－1                33.3%          3.7 L²/mol²                       ③ A D

（2）N₂ + 6H⁺ + 6e^－ = 2NH₃

（3）大于

【解析】