19. 氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(1)反应N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g)的化学平衡常数表达式为
_______。在一定条件下氨的平衡含量如表:
温度/℃ | 压强/MPa | 氨的平衡含量 |
200 | 10 | 81.5% |
550 | 10 | 8.25% |
①该反应为
_______(填“吸热”或“放热”)反应。
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是
_______。
(2)实验室研究是工业生产的基石。如图中的实验数据是在其它条件不变时,不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下,平衡混合物中NH
3的物质的量分数的变化情况。
①曲线a对应的温度是
____________。
②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是
______________。
(3)尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一,但仍存在耗能高、产率低等问题。因此,科学家在持续探索,寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图,阴极的电极反应式为
_______。
(4)NH
3转化为NO是工业制取硝酸的重要一步。已知:100kPa、298K时:
4NH
3(g)+3O
2(g)
2N
2(g)+6H
2O(g) Δ
H=—1268kJ/mol
2NO(g)
N
2(g)+O
2(g) Δ
H=—180.5kJ/mol
请写出NH
3转化为NO的热化学方程式
_______。