人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。

Question

人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H ⁺ ）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N ₂ (g)＋3H ₂ (g) 2NH ₃ (g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H ₂ 不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N ₂ ，该电极的反应式为__________________________。
II.据报道，在一定条件下，N ₂ 在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH ₃ ，相应的反应方程式为：2N ₂ (g)＋6H ₂ O(g) 4NH ₃ (g)＋3O ₂ (g)  △H＝Q。
（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。
（2）取五份等体积N ₂ 和H ₂ O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol ^-1 。

III.目前工业合成氨的原理是：N ₂ (g)＋3H ₂ (g) 2NH ₃ (g)   △H＝－93.0kJ/mol。
回答下列问题：
（1）结合II中的数据，则O ₂ (g)＋2H ₂ (g)＝2H ₂ O(g)的△H＝______________。
（2）在一定温度下，将1molN ₂ 和3mol H ₂ 混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时，H ₂ 的转化率α ₁ ＝______________。
②在相同条件下，若起始时只将NH ₃ 置于该容器中，达到平衡状态时NH ₃ 的转化率为α ₂ ，当α ₁ ＋α ₂ ＝1时，则起始时NH ₃ 的物质的量n(NH ₃ )＝_____________mol。

Answer 1

Ⅰ. 阳（1分）    N ₂ ＋6H ^＋ ＋6e ^－ ===2NH ₃ （2分）
Ⅱ.（1）K＝ （2分）（2）＞（2分）  （3）d（2分）
Ⅲ. （1）－572.0 kJ·mol ^－1 （2分，单位不写不给分）  （2）①60%（2分）   ②2（1分）