合成氨是目前人工固氮最重要的途徑，研究合成氨反應(yīng)具有重要意義。
（1）直接常壓電化學(xué)合成氨以納米Fe2O3作催化劑，H2O和N2為原料制備NH3。其工作原理如圖1所示。
①陰極的電極反應(yīng)式為Fe2O3+6e-+3H2O═2Fe+6OH-和2Fe+H2O+N2=Fe2O3+2NH3Fe2O3+6e-+3H2O═2Fe+6OH-和2Fe+H2O+N2=Fe2O3+2NH3；陰極的鎳合金制成篩網(wǎng)的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。
②電解過程中，由于發(fā)生副反應(yīng)，使得陰極制得的NH3中混有少量氣體單質(zhì)，則理論上陽極和陰極生成氣體的物質(zhì)的量之比的范圍是（12，34）（12，34）。
（2）一定條件下，哈伯--博施合成氨反應(yīng)歷程中的能量變化如圖2所示。合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/molN2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/mol。生成NH3的歷程中，速率最慢的反應(yīng)的化學(xué)方程式為N*+3H*=NH*+2H*N*+3H*=NH*+2H*。
（3）科學(xué)家一直努力尋找提高合成氨效率的催化劑，一種新型高催化活性的催化劑Fe1-xO的催化活性與其中n（Fe2+）n（Fe3+）的關(guān)系如圖3所示，x=119119。（用分?jǐn)?shù)表示）
（4）H2在鐵表面很容易解離成H原子，而N2在鐵表面較難解離。為研究哈伯--博施合成氨反應(yīng)中與H直接反應(yīng)的是N2還是N，德國化學(xué)家格哈德?埃特爾設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：將鐵催化劑置于真空容器中，通入一定量的N2，再向其中不斷通入H2，同時測得催化劑表面某原子的濃度不斷減小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果他提出了反應(yīng)的機(jī)理，如圖所示。
①該實(shí)驗(yàn)中測定的是催化劑表面HH原子濃度的變化。
②如圖中M的電子式為
。
1
2
3
4
1
2
3
4
n
（
F
e
2
+
）
n
（
F
e
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+
）
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19
1
19
【答案】Fe2O3+6e-+3H2O═2Fe+6OH-和2Fe+H2O+N2=Fe2O3+2NH3；增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；（，）；N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ/mol；N*+3H*=NH*+2H*；；H；
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2
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：68引用：1難度：0.3
相似題
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1．（NH4）2S2O8電化學(xué)循環(huán)氧化法可用于廢水中苯酚的降解，示意圖如圖。
（1）（NH4）2S2O8的電解法制備。
已知：電解效率η的定義為η（B）=×100%。n（生成B所用的電子）n（通過電極的電子）
①電極b是極。
②生成S2的電極反應(yīng)式是O2-8。
③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2的同時，還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體，氣體是O2-8。經(jīng)測定η（S2）為80%，不考慮其他副反應(yīng)，則制備的（NH4）2S2O8的物質(zhì)的量濃度為O2-8mol/L。
（2）苯酚的降解
已知：?具有強(qiáng)氧化性，F(xiàn)e2+性度較高時會導(dǎo)致SO-4?猝滅。S2SO-4可將苯酚氧化為CO2，但反應(yīng)速率較慢。加入Fe2+可加快反應(yīng)，過程為：O2-8
i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4?+Fe3+SO-4
ii.?將苯酚氧化SO-4
①?氧化苯酚的離子方程式是SO-4。
②將電解得到的含S2溶液稀釋后加入苯酚處理器，調(diào)節(jié)溶液總體積為1L，pH=1，測得在相同時間內(nèi)，不同條件下苯酚的降解率如圖。O2-8
用等物質(zhì)的量的鐵粉代替FeSO4，可明顯提高苯酚的降解率，主要原因是。
（3）苯酚殘留量的測定
已知：電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為F庫侖。
取處理后的水樣100mL，酸化后加入KBr溶液，通電。電解產(chǎn)生的Br2全部與苯酚反應(yīng)，當(dāng)苯酚完全反應(yīng)時，消耗的電量為a庫侖，則樣品中苯酚的含量為g/L。（苯酚的摩爾質(zhì)量：94g/mol）發(fā)布：2024/12/30 11:30:1組卷：146引用：2難度：0.4 -
2．鈰（Ce）是鑭系金屬元素?？諝馕廴疚颪O通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HNO2、
，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時生成Ce4+，其原理如圖所示。下列說法正確的是（ ?。?img alt src="http://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202410/176/89289c6f.png" style="vertical-align:middle" />NO-3發(fā)布：2025/1/6 7:30:5組卷：129引用：7難度：0.7 -
3．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個甲醚（CH3OCH3）燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。
（1）通入氧氣的電極為極，寫出負(fù)極電極反應(yīng)式。
（2）鐵電極為極，石墨電極（C）的電極反應(yīng)式為。
（3）反應(yīng)一段時間后，乙裝置中生成NaOH主要在（填“鐵極”或“石墨極”）區(qū)。
（4）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中陽極上電極反應(yīng)式為，反應(yīng)一段時間，硫酸銅溶液濃度將（填“增大”、“減小”或“不變”）發(fā)布：2025/1/3 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6
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