合成氨工业及硝酸工业对工、农生产和国防都有重要意义。请回答:
(1)以N
2和H
2为原料合成氨气。已知:N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g);△H= -92.4 kJ/mol,
①合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是(填选项序号)_______。
a.用铁触媒加快化学反应速率
b.采用较高压强(20 MPa~50 MPa)
c.将原料气中的少量CO等气体净化除去
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②一定温度下,在密闭容器中充入1 mol N
2和3 mol H
2并发生反应。
a.若容器容积恒定,达到平衡时气体的压强为原来的7/8,N
2的转化率为а1,此时,反应放热为_________kJ;
b.若容积为4L,当进行到第4分钟时达到平衡,生成NH
3为1.0 mol,则从开始到达平衡时NH
3的平均速率v(NH
3)=_________。
c.若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N
2的转化率为а2,则а2_______а1(填“>、<或=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH
3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是______________________。
②硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
a.催化还原法:催化剂存在时用H
2将NO
2还原为N
2。
已知:
2H
2(g)+O
2(g)=2H
2O(g) △H=-483.6kJ/mol
N
2(g)+2O
2(g)=2NO
2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H
2还原NO
2生成水蒸气反应的热化学方程式是___________________。
b.碱液吸收法:用Na
2CO
3溶液吸收NO
2生成CO
2。若每9.2gNO
2和Na
2CO
3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是_______________。
(3)随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H
+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A是电解池的_______极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是__________________ 。