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合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ/mol.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.我国合成氨工业目前的生产条件为:
催化剂——铁触媒,温度——400~500℃,压强——30~50 MPa.
回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50 MPa的原因是________.从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是________.
(2)500℃、50 MPa时,在容积为V L的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x.则K和x的关系满足K=________.
(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式________.
(4)已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)三种物质的燃烧热分别是-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1、-890.3 kJ·mol-1,1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量.甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).那么该反应的反应热ΔH________0(填>、=或<).
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