Question

（14分）一種“人工固氮”的新方法是在光照條件下，N₂在催化劑表面與水蒸氣發生反應生成NH₃和氧氣。已知：

化學鍵	N≡N	H—O	N—H	O=O
鍵能/kJ·mol-1	945	463	391	498

（1）請根據以上信息，寫出“人工固氮”新方法的熱化學方程式：_____▲______；
（2）進一步研究NH₃生成量與溫度的關系，部分實驗數據見下表（反應時間3 h）：

T/℃	30	40	50
生成NH3量／（10-6mo1/L）	4.8	5.9	6.0

①50℃時從開始到3 h內以O₂物質的量濃度變化表示的平均反應速率為   ▲  ；
②與目前廣泛應用的工業合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢。請提出可提高其反應速率且增大NH₃生成量的建議（請寫出兩條）    ▲    、    ▲    ；
（3）氨是氮肥工業的重要原料。某化肥廠生產銨態氮肥(NH₄)₂SO₄的工業流程如下：

①往沉淀池中裝入CaSO₄懸濁液后，需先通入足量NH₃，再通入CO₂的原因是
     ▲    。
②煅燒爐中產生的固態副產品為     ▲    ，生產流程中能被循環利用的物質X為     ▲    。

Answer 1

（14分）
（1）N₂(g) + 3H₂O( g)2NH₃(g) + O₂(g)；△H =" +" 630 kJ·mol^-1                 （3分）
（2）①2.5×l0^-8 mol／(L·min)或①1.5×l0^-6 mol／(L·h)                                   （2分）
②升高溫度；增大壓強；                                                   （合理均可，2分）
（3）①氨在水中溶解度大，使溶液呈堿性，有利于吸收CO₂，增大c(CO₃^2-)，促使CaSO₄轉化為CaCO₃，同時生成(NH₄)₂SO₄                                                                                                                                                                                                               （3分）
②CaO（或生石灰）    CO₂（或二氧化碳） （各2分，共4分）

解析