合成氨對人類社會發(fā)展具有重要意義,結(jié)合有關(guān)合成氨信息,請按要求回答下列問題.
I.最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H
+)實(shí)驗(yàn)電解法合成氨,大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率.總反應(yīng)式為:N
2+3H
22NH
3.則在電解法合成氨的過程中,應(yīng)將不斷地通入
極(填“陰”或“陽”):向另一電極通入N
2,該電極的反應(yīng)式為
.
Ⅱ.據(jù)報(bào)道,在一定條件下,N
2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng):
2N
2(g)+6H
2O(g)?4NH
3(g)+3O
2(g)△H═+1266kJ/mol
(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
.
(2)若上述反應(yīng)在有催化劑的情況下發(fā)生,則如圖所示的a、b、c、d四條曲線中,能表示反應(yīng)體系能量變化的是
(填字母代號).
(3)該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行
.
Ⅲ.目前工業(yè)合成氨的原理為N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)△H═-93.0kJ/mol
(1)結(jié)合Ⅱ中的數(shù)據(jù),則2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(g)△H═
.
(2)在一定溫度下,將1mol N
2和3mol H
2混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)時,測得氣體總物質(zhì)的量為2.8mol.
①達(dá)平衡時,H
2的轉(zhuǎn)化率a
1=
.
②在相同條件下,若起始時只將NH
3置于該容器中,達(dá)到平衡狀態(tài)時NH
3的轉(zhuǎn)化率為a
2,當(dāng)a
1+a
2=1時,則起始時NH
3的物質(zhì)的量n(NH
3)=
mol.