电催化合成氨方法被认为是人工固氮最有前途的方法之一，具有反应条件温和、利用可再生能源驱动、直接以水为氢源等优点，近年来引起科研工作者广泛的研究兴趣。
（1）已知H₂的标准摩尔燃烧热为akJ/mol,NH₃的标准摩尔燃烧热为bkJ/mol,请计算反应N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）的ΔH=

-（3a-2b）kJ/mol

-（3a-2b）kJ/mol

。
（2）向一恒定温度的密闭容器中充入平均相对分子质量为15的N₂和H₂的混合气体，保持30 MPa条件下反应：
①下列哪些选项可以判断反应已达到平衡：

CD

CD

。
A．3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆
B．N₂的体积分数不再变化
C．N₂和H₂的浓度比为定值
D．混合气体的密度不再变化
②上述混合气体中氢气的转化率如图1所示，图中曲线Ⅰ为氢气的平衡转化率与温度的关系，曲线Ⅱ表示不同温度下经过相同反应时间后的氢气转化率，请说明随着温度的升高，曲线Ⅱ向曲线Ⅰ逼近，于M点重合，其原因是

温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，故曲线Ⅱ向曲线Ⅰ靠近，M点为平衡状态

温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，故曲线Ⅱ向曲线Ⅰ靠近，M点为平衡状态

。

③上述条件下，在不同催化剂作用下，相同时间内H₂的转化率随温度的变化如图2所示，催化剂效果最佳的是催化剂

Ⅰ

Ⅰ

（填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”）。b点v正

＞

＞

v逆（填“＞”“＜”或“=”）。图 2 中测得a点混合气体平均相对分子质量为18.75，a点对应温度下反应的平衡常数K_p=

0.0089

0.0089

。（保留两位有效数字，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）
（3）东南大学王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理”如图3，在较低的电压下实现氮气的还原合成氨。已知：第一步：*+H+e^-═*H（快）（吸附在催化剂表面的物种用*表示）
第二步：N₂+2*H═中间体（吸附在催化剂表面）（慢）
第三步：（快）
第三步的方程式为

*N₂H₂+4H⁺+4e^-=2NH₃

*N₂H₂+4H⁺+4e^-=2NH₃

，上述三步中的决速步为第二步，原因是

N₂与*H反应过程中N≡N键断裂需要较高的能量

N₂与*H反应过程中N≡N键断裂需要较高的能量

。该法在合成氨的过程中能量的转化形式是

电能转化为化学能

电能转化为化学能

，较传统工业合成氨法，具有能耗小、环境友好的优点。