德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1一种利用天然气合成氨的简易

Question

德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
一种利用天然气合成氨的简易流程如下：

天然气先经脱硫，然后通过两次转化，再经过二氧化碳脱除等工序，得到氮氢混合气，进入氨合成塔，制得产品氨．
（1）根据化学平衡移动原理，为提高合成氨的生产效率，选择氨合成塔中适宜的生产条件是___．
（2）CH₄与水蒸气制氢气的反应为CH₄（g）+H₂O （g）⇌CO （g）+3H₂（g），在2L的密闭容器中，将物质的量各1mol的CH₄和H₂O （g）混合反应，CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示：

①该反应的△H___0（填>、<）．
②图中压强P₁___P₂（填>、<）．
③200℃时该反应的平衡常数K=___（保留一位小数）．
（3）NH₃经过催化氧化生成NO，以NO为原料通过电解的方法可以制备NH₄NO₃，其总反应是8NO+7H₂O (电解.)/() 3NH₄NO₃+2HNO₃，试写出以惰性材料作电极的阴极反应式：___；阳极反应式：___；电解过程中需要补充一种物质才能使电解产物全部转化为NH₄NO₃，该物质是___．

Answer 1

（1）因为合成氨的反应为气体减小的放热反应，所以低温高压反应转化率较大，但低温速率较慢，催化剂活性较低，所以氨合成塔中适宜的生产条件是适宜的高温，高压和催化剂，
故答案为：适宜的高温，高压和催化剂；
（2）①由图可知，压强不变，温度越高CH₄（g）的转化率越大，故温度升高平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即△H>0，
故答案为：>；
②温度容积不变，增大压强平衡向体积减小的方向移动即逆反应方向移动，则CH₄（g）的转化率越小，所以压强越大，CH₄（g）的转化率越小，则P₁2，
故答案为：<；
③200℃，CH₄（g）的转化率0.8，所以参加反应的CH₄（g）的物质的量为0.8mol．
对于反应     CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）；
开始（mol）：1        1         0       0
变化（mol）：0.8     0.8       0.8     2.4
平衡（mol）：0.2     0.2       0.8     2.4
所以200℃时该反应的平衡常数k=(c(CO)×c3(H2))/(c(CH4)×c(H2O))=((0.8)/(2)×((2.4)/(2))3)/((0.2)/(2)×(0.2)/(2))=69.1（mol•L^-1）²；
故答案为：69.1（mol•L^-1）²；
（3）电解NO制备NH₄NO₃，阳极反应为NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，阴极反应为：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，从两极反应可看出，要使得失电子守恒，阳极产生的NO₃^-的物质的量大于阴极产生的NH₄⁺的物质的量，总反应方程式为：8NO+7H₂O(电解.)/()3NH₄NO₃+2HNO₃，因此若要使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充NH₃，
故答案为：NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺；NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O；NH₃．