题目

地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。 （1） 人工固氮最主要的方法是 Haber-Bosch 法。通常用以铁为主的催化剂在 400~500℃ 和10~30 MPa 的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。 ① 已知上述反应中生成 1 mol NH3 放出 46 kJ 热量，该反应的热化学方程式为。 ②该反应放热，但仍选择较高温度。其原因是。 （2） 常温常压下电解法合成氨的原理如下图所示： ① 阴极生成氨的电极反应式为。 ② 阳极氧化产物只有 O2。电解时实际生成的 NH3 的总量远远小于由 O2 理论计算所得 NH3 的量，结合电极反应式解释原因：。 （3） 氨是生产氮肥的原料，经如下转化可以得到 NH4NO3。 已知：氮原子利用率是指目标产物中氮的总质量与生成物中氮的总质量之比 上述反应③的氮原子利用率为 66.7%。要使原料 NH3 转化为 NH4NO3 的整个转化过程 中氮原子利用率达到 100%，可采取的措施是 答案： 【1】N2（g） + 3H2(g) ⇌Fe400−500∘C10−30MPa 2NH3(g) H= -92kJ/mol【2】在该温度下催化剂活性强，反应速率快。 【1】N2 + 6H+ +6e- = 2NH3【2】阴极除了氮气得电子外：N2 + 6H+ +6e- = 2NH3，还可能发生N2 + 8H+ +6e- = 2NH4+ ，2H++2e-=H2 【1】通入过量的氧气的量，使NO全部转化为硝酸

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