21.氮的固定是指將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程.據(jù)報(bào)道,常溫、常壓、光照條件下,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),生成的主要產(chǎn)物為NH
3,相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2N
2(g)+6H
2O(l)?4NH
3(g)+3O
2(g)ΔH=+1530.0kJ/mol.目前工業(yè)合成氨的原理是:N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)ΔH=-93.0kJ/mol.
回答下列問題:
(1)寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式
.
(2)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的工業(yè)合成氨反應(yīng),下列能表示達(dá)到平衡狀態(tài)的是
(填序號).
A.混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
C.三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
D.單位時(shí)間內(nèi)斷開3a個(gè)H-H鍵的同時(shí)形成6a個(gè)N-H鍵
E.反應(yīng)容器中N
2、NH
3的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化
(3)在一定溫度下,向容積不變(始終為10L)的密閉容器中加入2mol N
2、8mol H
2及固體催化劑.10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗嫉?0%,10分鐘內(nèi)用氮?dú)獾臐舛缺硎镜幕瘜W(xué)反應(yīng)速率為
,平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為
.則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(計(jì)算結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示).
(4)原料氣H
2可通過反應(yīng) CH
4(g)+H
2O(g)═CO(g)+3H
2(g)獲取,已知該反應(yīng)中,當(dāng)初始混合氣中的
恒定時(shí),溫度、壓強(qiáng)對平衡混合氣CH
4含量的影響如圖所示:
①圖中,兩條曲線表示壓強(qiáng)的關(guān)系是:P
1
P
2(填“>”、“=”或“<”).
②該反應(yīng)為
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).