工业用氨氧化法制硝酸,反应过程为:N2、H2→NH3→NO→NO2→HNO3,如图是工业生产硝酸的流程,合成塔中内置催化剂,请回答下列问题.(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007化学
工业用氨氧化法制硝酸,反应过程为:N2、H2→NH3→NO→NO2→HNO3,如图是工业生产硝酸的流程,合成塔中内置催化剂,请回答下列问题.
(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007化学家格哈德埃德尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
、、分别表示N2、H2、NH3,图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,则图③的含义是______.
(2)合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),写出该反应的化学平衡常数表达式:K=c2(NH3)c(N2).c3(H2)
c2(NH3)c(N2).c3(H2)
.
(3)一定条件下,将H2和N2按3:1(体积比)混合后进入合成塔,反应达到平衡时,平衡混合气中NH3的体积分数为15%,此时H2的转化率为______.
(4)已知拆开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为______.
(5)吸收塔中通入空气的目的是______.
(6)工业上合成氨要先找合适的催化剂,在其他条件相同的情况下,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验:
①X在T1℃时催化效率最高,可使反应速率加快约3×105倍;
②Y在T2℃时催化效率最高,可使反应速率加快约3×105倍;
③Z在T3℃时催化效率最高,可使反应速率加快约1×106倍;
已知T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是______,选择的理由是______.