把大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程稱為固氮。
(1)閃電時N
2轉(zhuǎn)化為NO稱為大氣固氮:N
2+ O
22NO寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式:_________
(2)目前工業(yè)上多采用約500℃、合適的催化劑、20MPa~50MPa下氮氣與氫氣化合固氮:N
2+ 3H
22NH
3。
①選擇500℃而不選擇更高或更低的溫度的原因是_____
②該條件下,在2L密閉容器中充入40molH
2和一定物質(zhì)的量的N
2,200min后,生成了16mol NH
3。則 200min內(nèi)N
2的平均反應(yīng)速率為____。若反應(yīng)至平衡時NH
3的物質(zhì)的量為20mol,且該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K =0.1,則開始時加入容器中N
2的物質(zhì)的量為________mol。
(3)下圖表示兩個常見的固氮反應(yīng):
①N
2+ 3H
22NH
3和②N
2+O
2 2NO的平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系。根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)分析,下列說法正確的是( )。
A.反應(yīng)①和反應(yīng)②都是放熱反應(yīng)
B.常溫下,反應(yīng)①的反應(yīng)速率很大,而反應(yīng)②的反應(yīng)速率很小
C.升高溫度,反應(yīng)①的反應(yīng)速率增大,反應(yīng)②的反應(yīng)速率減小
D.在常溫下,利用反應(yīng)①固氮和利用反應(yīng)②固氮完成程度相差很大