1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了...

1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：

（1）图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，_______。

（2）已知：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g);ΔH=-1266.8kJ/mol，N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ/mol，氨催化氧化的热化学方程式为_________________________。

（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。

①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN2，0.4molH2，0.4molNH3，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为________________；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN2，平衡将______________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

②向A、B两容器中均通入xmolN2和ymolH2，初始A、B容积相同，并保持温度不变。若要平衡时保持N2在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为_____________。

（4）以CO和O2为电极燃料，以熔融K2CO3为电解质组成燃料电池，请写出该电池的负极反应方程式_____________________________________________。

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下图是工业生产硝酸的流程。

合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt－Rh合金网。请回答下列问题：

（1）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如下：

分别表示N₂、H₂、NH₃。图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是________。

（2）合成氨反应的化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式K＝________。在一定温度和压强下，将H₂和N₂按3∶1(体积比)混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH₃的体积分数为15％，此时H₂的转化率为________。

（3）吸收塔中通入空气的目的是________。

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2007年度诺贝尔化学奖，授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德•埃特尔，表彰他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献。下列说法中正确的是

A．工业生产中，合成氨采用压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益。

B．增大催化剂的表面积，能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率

C．采用催化剂时，反应的活化能降低，使反应易达过渡态，故明显加快

D．增大催化剂的表面积，能增大氨气的产率

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诺贝尔奖委员会将2007年度诺贝尔化学奖授予致力于研究氨的合成与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德•埃特尔，以表彰他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献。下列说法中正确的是

A．增大催化剂的表面积，能增大氮气的转化率

B．增大催化剂的表面积，能同时、同程度增大合成氨的正、逆反应速率

C．工业合成氨采用高压，且压强越高越有利于提高经济效益

D．当断裂3mol H-H键的同时断裂2mol N-H键时，达到了化学平衡状态

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诺贝尔奖委员会将2007年度诺贝尔化学奖授予致力于研究氨的合成与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德•埃特尔，以表彰他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献。下列说法中正确的是

A．增大催化剂的表面积，能增大氮气的转化率

B．增大催化剂的表面积，能同时、同程度增大合成氨的正、逆反应速率

C．工业合成氨采用高压，且压强越高越有利于提高经济效益

D．当断裂3mol H-H键的同时断裂2mol N-H键时，达到了化学平衡状态

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诺贝尔化学奖曾授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德•埃特尔，表彰他在固体表面化学过程研究中作出的贡献。下列说法中正确的是

A. 增大催化剂的表面积，能增大氨气的产率

B. 增大催化剂的表面积，能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率

C. 采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快

D. 工业生产中，合成氨采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益

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2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家格哈德·埃特尔。他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是

A.汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO

B.NO2是该过程的中间产物

C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D.该催化转化的总反应方程式为：2NO+O2+4CO4CO2+N2

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2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家格哈德·埃特尔。他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是

A．NO2是该过程的最终产物

B．NO 和O2必须在催化剂表面才能反应

C．汽车尾气的主要污染成分是CO2和NO

D．该催化转化的总反应方程式为：2NO+O2+4CO4CO2+N2

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合成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N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为__。

（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是__。

（3）某实验室在三个不同条件的密闭容器中，分别加入浓度均为c(N2)=0.100mol/L，c(H2)=0.300mol/L的反应物进行合成氨反应，N2的浓度随时间的变化如图①、②、③曲线所示。

实验②平衡时H2的转化率为__。

据图所示，②、③两装置中各有一个条件与①不同。请指出，并说明判断的理由。

②条件：___理由：___。

③条件：___理由：___。

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合成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N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为_____。

（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是______。

（3）对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在一定条件下氨的平衡含量如下表。

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______。

（4）一定温度下，在容积恒定的密闭容器中充入1mol氮气和3mol氢气，一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变，向上述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢气，氮气的平衡转化率______（填“变大”“变小”或“不变”）。

（5）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______。

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