Question

瑞典皇家科學院2007年10月10日宣布，將本年度諾貝爾化學獎授予德國馬普學會弗里茨一哈勃研究所的格哈德?埃特爾教授，以表彰他在固體表面化學過程研究領域做出開拓性成就。格哈德?埃特爾的重要貢獻之一是對哈伯一博施法合氨反應催化機理的研究。格哈德?埃特爾建立的某溫度下合成氨反應機理的各步反應的能量變化如圖所示，圖中的能量單位為kJ?mol^－1。（注：圖中“吸表示在催化劑表面的吸附）

請回答下列問題：

（1）在合成氨反應中，決定反應速率的最主要的步驟是        （填字母）

         A．氮分子解離為氫原子

         B．氮原子的解離吸附

         C．氫分子解離為氫原子

         D．氨的解離吸附

（2）合成氨反應的機理為（用化學方程式表示）

     ①                   ；

     ②N₂  N_2吸 2N_吸；

     ③                        ；

     ④NH_吸+H_吸 NH_3吸

      ⑤NH_2吸+H_吸NH_3吸 NH₃

（3）某溫度下合成氨反應的熱化學方程式為                                    ；

（4）某溫度下，合成氨反應Ke=3.0×10³（mol?L^－1）^－2，該溫度下，在體積恒定為10L的四個密閉容器中分別充入；（A）10mol、30mol H₂和20molNH₃（B）10molN₂和30molH₂（C）20molN₂和60molH₂（D）10molN₂和28molH₂（E）0.1molN₂、0.3molH₂和20MolNH₃，則反應達到平衡后，N₂的轉化率最大的是       （填字母）。

（5）合成氨工業生產中所用的α―Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃，當催化劑中Fe³⁺與Fe³⁺的物質的量之比為1：2時，其催化劑活性最高，以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量炭粉。發生如下反應：2Fe₂O₃+C=4FeO+CO­₂，為制得該種活性最高的催化劑，應向480gFe₂O₃粉末加入炭粉的質量為        g.

Answer 1

（1）B

（2）①H₂ 2H_吸   ③N_吸+H_吸NH_吸

（3）N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H=92kJ?mol

（4）C 

（5）6