（10分）(1) 氨是氮循环中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）已知：H－H键能为436KJ·mol^-1，N≡N键能为945 KJ·mol^-1，N－H键能为391 KJ·mol^-1。写出合成氨反应的热化学方程式：                               

（2）可逆反应N₂ +3H₂2NH₃ 在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是   

①单位时问内生成n mo1 N₂的同时生成3n mol H₂

②单位时间内1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂[来源:Z.xx.k.Com]

③容器中N₂、H₂、NH₃的物质的量为1：3：2

④常温下，混合气体的密度不再改变的状态

⑤常温下，混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

（3）恒温下，往一个2L的密闭容器中充入2.6 mol H₂和1 mol N₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所：

时间/min	5	10	15	20	25	30
C(NH3)/mol·L-1	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

     5min内，消耗N₂的平均反应速率为      ；此条件下该反应的化学平衡常数K=         ；反应达到平衡后，若往平衡体系中加入H₂、N₂和NH₃各2mol，化学平衡将向          （填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

（4）氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂以天然石膏矿（主要成分CaSO₄）为原料生产铵态氮肥(NH₄)₂SO₄，（已知Ksp(CaSO₄)=7.10×10^-5  Ksp(CaCO₃)=4.96×10^-9）其工艺流程如下：

请写出制备(NH₄)₂SO₄的反应方程式：                                  ；

并利用有关数据简述上述反应能发生的原因                                            

 

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技术原理为：N₂(g)+3H₂2NH₃  △H= - 92.4kJ/mol 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1L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下达到平衡，平衡时测得N₂为0.1 mol，H₂为0.3 mol，NH₃为0.1 mol。该条件下H₂的转化率为        。

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

⑵1998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                               。

 

⑶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：

2N₂(g)+6H₂O(l)4NH₃(g)+3O₂(g)   △H= a kJ/mol

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

①此合成反应的a_______＞

  0。（填“＞”“＜”或“=”）．

②已知：

N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）    △H= —92.4kJ/mol

2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）      △H= —571.6kJ/mol

则2N₂（g）+6H₂O（l）4NH₃（g）+3O₂（g）△H=_________________

工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

O2

（1）己知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：______________________________________________；当温度升高时，该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H₂将NO₂还原为N₂。已知：
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   △H= a  kJ·mol^－1
N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)   △H= b  kJ·mol^－1
H₂O(1)=H₂O(g)         △H= c   kJ·mol^－1
则反应2NO₂(g)+4H₂(g)=N₂(g)+4H₂O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)
（3）①合成氨反应的化学方程式为N₂+3H₂2NH₃，该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)
A．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2
B．3v_正(N₂)=v_逆(H₂)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的相对分子质量保持不变
E．1mol N≡N键断裂，同时1mol H—H键断裂
②若在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中，5min反应达平衡，n(N₂)=1mol，n(H₂)=1mol，n(NH₃)=2mol，则反应速率v(N₂)=________________，H₂的平衡转化率=_________________；若保持容器的温度不变，在10min时将容器的容积压缩为lL，请在答题卡坐标图中，画出从反应开始至15min时c(NH₃)随时间变化曲线示意图。

工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

O2

（1）己知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：______________________________________________；当温度升高时，该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（2）硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H₂将NO₂还原为N₂ 。已知：

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)    △H= a  kJ·mol^－1

N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)    △H= b  kJ·mol^－1

H₂O(1)=H₂O(g)          △H= c   kJ·mol^－1

则反应2NO₂(g)+4H₂(g)=N₂(g)+4H₂O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)

（3）①合成氨反应的化学方程式为N₂+3H₂2NH₃，该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)

A．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2

B．3v_正(N₂)=v_逆(H₂)

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的相对分子质量保持不变

E．1mol N≡N键断裂，同时1mol H—H键断裂

②若在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中，5min反应达平衡，n(N₂)=1mol，n(H₂)=1mol，n(NH₃)=2mol，则反应速率v(N₂)=________________，H₂的平衡转化率=_________________；若保持容器的温度不变，在10min时将容器的容积压缩为lL，请在答题卡坐标图中，画出从反应开始至15min时c(NH₃)随时间变化曲线示意图。