科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”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,反应的化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l)?2NH3(g)+O2(g).回答下列问题:
(1)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),则该反应的正反应为
吸热
吸热
反应(填“吸热”或“放热”)
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0
(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.请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
升高温度、增大N2的浓度
升高温度、增大N2的浓度

(3)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.甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下:
H2(g):△H=-285.8kJ?mol-1
CO(g):△H=-283.0kJ?mol-1
CH4(g):△H=-890.3kJ?mol-1
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1

(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl--NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式
N2+8H++6e-=2NH4+
N2+8H++6e-=2NH4+

(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH42SO4、NH4Cl,这些肥料显
性,原因是(用离子方程式表示)
NH4++H2ONH3H2O+H+
NH4++H2ONH3H2O+H+
,使用时避免与
碱性
碱性
物质合施.
 0  15441  15449  15455  15459  15465  15467  15471  15477  15479  15485  15491  15495  15497  15501  15507  15509  15515  15519  15521  15525  15527  15531  15533  15535  15536  15537  15539  15540  15541  15543  15545  15549  15551  15555  15557  15561  15567  15569  15575  15579  15581  15585  15591  15597  15599  15605  15609  15611  15617  15621  15627  15635  203614 

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