合成氨對人類的生存和發(fā)展有著重要意義,1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨,實現(xiàn)了人工固氮。
(1)目前工業(yè)合成氨的主要方法是HaberBosch法:化學反應原理如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
①該反應放熱,但仍選擇較高溫度,原因是
較高溫度時反應速率較快,同時較高溫度時催化劑的活性高
較高溫度時反應速率較快,同時較高溫度時催化劑的活性高
。
②理論上,為了增大平衡時H2的轉化率,可采取的措施是 適當增大壓強
適當增大壓強
(寫出1條)。
③將物質的量之比為1:3的N2和H2充入2L的密閉容器中,在一定條件下達到平衡,測得平衡時數(shù)據(jù)如下:
物質 |
N2 |
H2 |
NH3 |
平衡時物質的量/mol |
0.2 |
0.6 |
0.2 |
該條件下H
2的轉化率為
33.3%
33.3%
,平衡常數(shù)K=
(可用分數(shù)表示)。
④若按以下濃度投料,其它反應條件與③相同,起始時反應進行的方向為
正向
正向
(填“正向”、“逆向”或“無法判斷”)。
物質 |
N2 |
H2 |
NH3 |
起始濃度(mol?L-1) |
0.5 |
1.5 |
0.5 |
(2)電化學氣敏傳感器可用于檢測環(huán)境中NH
3的含量,其工作原理如圖所示。
①反應消耗的O
2與NH
3的物質的量之比為
3:4
3:4
。
②a極的電極反應式為
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。