合成氨工艺是利用氢气的一种重要的途径。
N₂和H₂生成NH₃的反应为：

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）⇌NH₃（g）△H=-46.2kJ•mol^-1
在Fe催化剂作用下的反应历程为（*表示吸附态）
化学吸附：N₂（g）→2N^*；H₂（g）→2H^*；
表面反应：N^*+H^*⇌NH^*；NH^*+H^*⇌NH₂^*；NH₂^*+H^*⇌NH₃^*
脱附：NH₃^*⇌NH₃（g）
其中，在反应历程中，N₂的吸附分解反应活化能最高，决定了合成氨的整体反应速率。
请回答：
（1）有利于提高合成氨平衡产率的条件有

AD

AD

。
A．低温
B．高温
C．低压
D．高压
E．催化剂
（2）标准平衡常数K^θ=

p

（

N

H

3

）

p

θ

[

p

（

N

2

）

p

θ

]

0

.

5

[

p

（

H

2

）

p

θ

]

1

.

5

，其中p^θ为标准压强（1×10⁵Pa），p（NH₃）、p（N₂）和p（H₂）为各组分的平衡分压，如p（NH₃）=p•x（NH₃），p为平衡总压，x（NH₃）为平衡体系中NH₃的物质的量分数。
①标准平衡常数K^θ随温度升高的变化趋势是

减小

减小

（填“增大”或“减小”）。
②N₂和H₂起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH₃的平衡产率为w,则K^θ=

4

ω

（

2

-

ω

）

3

3

（

1

-

ω

）

2

4

ω

（

2

-

ω

）

3

3

（

1

-

ω

）

2

（用含w的最简式表示）。
（3）实际生产中，常用工艺条件为Fe作催化剂、控制温度773K、压强3.0×10⁵Pa,原料中N₂和H₂物质的量之比为1：2.8。
①请结合反应历程和所学知识，分析说明原料气中N₂过量的理由

原料气中N₂相对易得，适度过量有利于提高H₂的转化率；N₂在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率

原料气中N₂相对易得，适度过量有利于提高H₂的转化率；N₂在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率

。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是

ADE

ADE

。
A．合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零
B．控制温度（773K）远高于室温，是为保证尽可能高的平衡转化率和较快的化学反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气（N₂和H₂的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．可将NH₃液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E．分离空气可得N₂，通过天然气和水蒸气转化可得H₂，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生
（4）电化学法也可合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质，用Pt-C₃N₄作阴极催化剂电解H₂（g）和N₂（g）合成NH₃的原理示意图：

①Pt-C₃N₄电极反应产生NH₃的电极反应式：

N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃

N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃

。
②实验研究表明，当外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因：

超过一定电压以后，H⁺得电子变成H₂，而且速率比氮气快

超过一定电压以后，H⁺得电子变成H₂，而且速率比氮气快

。