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氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH＜0，他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下：

反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表：

氣體	氮?dú)?/p>	氫氣	氨
熔點(diǎn)/℃	-210.01	-252.77	-77.74
沸點(diǎn)/℃	-195.79	-259.23	-33.42

(1)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程，即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到____________，使混合氣體分離出產(chǎn)品，N₂、H₂繼續(xù)循環(huán)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=____________。

(2)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說明工業(yè)上采用“使混合氣體分離出產(chǎn)品，N₂、H₂繼續(xù)循環(huán)”的生產(chǎn)措施的理由：___________________________________________________。

(3)已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃的熱化學(xué)方程式為_____________________________。

(4)合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH₃)和n(H₂)隨時間變化的關(guān)系如下圖甲所示。下列敘述正確的是____________。

A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大

B.點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡

C.點(diǎn)d(t₁時刻)和點(diǎn)e(t₂時刻)處n(N₂)不一樣

D.其他條件不變，773 K下反應(yīng)至t₁時刻，n(H₂)比圖中d點(diǎn)的值大

(5)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marncellos和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H⁺)，實(shí)現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨，其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖乙。陰極的電極反應(yīng)式為__________________________________________________________________。

         

                  甲                                                 乙

（12分）能源是人類生活和社會發(fā)展的基礎(chǔ)，研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，有助于更好地利用化學(xué)反應(yīng)為生產(chǎn)和生活服務(wù)。閱讀下列有關(guān)能源的材料，回答有關(guān)問題：

（1）從能量的角度看，斷開化學(xué)鍵要       _   ，形成化學(xué)鍵要          。已知拆開1 mol H－H鍵、1 mol I－I、1 mol H－I鍵分別需要吸收的能量為436 kJ、151 kJ、299 kJ。則由氫氣和碘反應(yīng)生成1 mol HI需要   __   （填“放出”或“吸收”）   ___  kJ的熱量。

（2）沼氣是一種廉價能源，農(nóng)村存在大量的秸稈、雜草等廢棄物，它們經(jīng)微生物發(fā)酵之后，便可產(chǎn)生沼氣，可用來點(diǎn)火做飯。已知8g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出445.0kJ的熱量，請寫出甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式____________________________________。

（3）在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常遇到化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。

在如圖甲、乙兩裝置中，甲中負(fù)極電極反應(yīng)式為_____________________，

溶液中的陽離子向_____極移動（填“正”或“負(fù)”）；乙中鋁電極作__________極，發(fā)生______反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。

 

（12分）在密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），已知加入1 mol N₂和3 mol H₂，在恒壓條件下達(dá)到平衡時生成a mol NH₃，在恒容條件下達(dá)到平衡時生成b mol NH₃（見下表中編號①的一行）。若相同條件下，達(dá)到平衡時混合物中各組分的百分含量不變�；卮鹣铝袉栴}：
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝___________。
（2）平衡常數(shù)K值越大，表明建立平衡時___________（填字母序號）。

A．N2的轉(zhuǎn)化率越高	B．NH3的產(chǎn)量越大
C．正反應(yīng)進(jìn)行得越徹底	D．化學(xué)反應(yīng)速度越快

（3）a與b的關(guān)系是：a   b（填＞、＜、＝）
（4）填寫下表：

狀態(tài) 條件	起始時物質(zhì)的物質(zhì)的量（mol）				平衡時NH3的物質(zhì)的量 (mol)
	編號	X(N2)	Y(H2)	Z(NH3)
恒容	①	1	3	0	b
	②	0	0		b
	③		2.25		b

 

在密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)N₂（g）+ 3H₂（g） 2NH₃（g），已知加入1 mol N₂和3 mol H₂，在恒壓條件下達(dá)到平衡時生成a mol NH₃，在恒容條件下達(dá)到平衡時生成b mol NH₃（見下表中編號①的一行）。若相同條件下，達(dá)到平衡時混合物中各組分的百分含量不變�；卮鹣铝袉栴}：

（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝                        。

（2）平衡常數(shù)K值越大，表明建立平衡時          （填字母序號）。

A．N₂的轉(zhuǎn)化率越高                       B．NH₃的產(chǎn)量越大

C．正反應(yīng)進(jìn)行得越徹底                    D．化學(xué)反應(yīng)速度越快

（3）a與b的關(guān)系是：a   b（填＞、＜、＝）

（4）填寫下表空格：

狀態(tài) 條件	起始時物質(zhì)的物質(zhì)的量（mol）	平衡時NH3的物質(zhì)的量 (mol)
編號	X(N2)	Y(H2)	Z(NH3)
恒容	①	1	3	0	b
②	0	0		b
③		2.25		b