氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。请回答下列问题:
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应
| 大气固氮 N2 (g)+O2 (g) 2NO(g)
| 工业固氮 N2 (g)+3H2 (g) 2NH3(g)
|
温度/℃
| 27
| 2000
| 25
| 400
| 450
|
K
| 3.84×10-31
| 0.1
| 5×108
| 0.507
| 0.152
|
①分析数据可知:大气固氮反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是________。
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因________。
(2)已知工业固氮反应:N
2(g)+ 3H
2(g)

2NH
3(g)ΔH =-94.4kJ·mol
-1,恒容时,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图1所示,各时间段最终均达平衡状态。

①在2L容器中发生反应,前20min内,ν(NH
3) =________。
②25 min时采取的某种措施是________。
③时段III条件下反应的平衡常数为________ L
2· mol
-2(保留3位有效数字) 。
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H
+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电解法合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如图2所示,阴极的电极反应式是________。
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N
2(g)+6H
2O(l)

4NH
3(g)+3O
2(g),则其反应热ΔH =________。已知:N
2(g)+ 3H
2(g)

2NH
3(g) ΔH
1 =-92.4kJ·mol
-1 2H
2(g) +O
2(g)

2H
2O(l) ΔH
2 =-571.6kJ·mol
-1