Question

(8分)德國人哈伯在1913年實現了合成氨的工業化生產，反應原理：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)；已知298 K時，
ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，ΔS＝－198.2 J·mol^－1·K^－1，試回答下列問題：
(1)計算說明298 K下合成氨反應能否自發進行？________(填“能”或“不能”)；在298 K時，將10 mol N₂和30 mol H₂放入合成塔中，為什么放出的熱量小于924 kJ？________。

(2)如圖在一定條件下，將1 mol N₂和3 mol H₂混合于一個10 L的密閉容器中，反應達到A平衡時，混合氣體中氨占25%，試回答下列問題：
①N₂的轉化率為________；
②在達到狀態A時，平衡常數K_A＝________(代入數值的表達式，不要求得具體數值)，當溫度由T₁變化到T₂時，K_A________K_B(填“＝”、“<”或“>”)。
③在達到狀態B時，下列說法正確的是(　　)
a．通入氬氣使壓強增大，化學平衡向正反應方向移動
b．N₂的正反應速率是H₂的逆反應速率的1/3倍
c．降低溫度，混合氣體的平均相對分子質量變小
d．增加N₂的物質的量，H₂的轉化率降低
(3)若在恒溫、恒壓條件下合成氨反應達到平衡后，再向平衡體系中通入氬氣，平衡________移動(填“向左”“向右”或“不”)。
(4)在1998年希臘亞里斯多德大學的Marnellos和Stoukides采用高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H^＋)，實現了高溫高壓下高轉化率的電化學合成氨，其實驗裝置如圖：

則陰極的電極反應式為____________________________________________________。

Answer 1

(1)能'由于合成氨反應為可逆反應，10 mol N₂和30 mol H₂不可能完全反應，所以放出的熱量小于10×92.4 kJ＝924 kJ
(2)①40%'②0.08²/(0.06×O.18³)'>'③b
(3)向左'(4)N₂＋6e^－＋6H^＋===2NH₃

解析