氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一.
(1)传统的工业合成氨技术的反应原理是:N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温高压
2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.在500℃、20MPa时,将N2、H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应,反应过程中各种物质的量变化如图所示,回答下列问题:
①计算反应在第一次平衡时的平衡常数K=
 
.(保留二位小数)
②产物NH3在5~10min、20~25min和45~50min时平均反应速率[平均反应速率分别以v1、v2、v3表示]从大到小排列次序为
 

③H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示,其中最小的是
 

④在25min和45min时,采取的措施分别是
 

(2)科学家一直致力研究常温、常压下合成氨的新方法.曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3和另一种常见气体.进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h).
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10?6mol) 4.8 5.9 6.0
①写出该反应的化学方程式
 

②与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢.请提出一条可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
 

(3)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2
 通电 
.
 
2NH3.则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
 
极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为
 
 0  137941  137949  137955  137959  137965  137967  137971  137977  137979  137985  137991  137995  137997  138001  138007  138009  138015  138019  138021  138025  138027  138031  138033  138035  138036  138037  138039  138040  138041  138043  138045  138049  138051  138055  138057  138061  138067  138069  138075  138079  138081  138085  138091  138097  138099  138105  138109  138111  138117  138121  138127  138135  203614 

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