氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
（1）根据图1数据计算反应

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）═NH₃（g）的ΔH=

-45

-45

kJ•mol^-1。

（2）研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行（*表示催化剂表面吸附位，N₂*表示被吸附于催化剂表面的N₂）。判断上述反应机理中，速率控制步骤（即速率最慢步骤）为

ii

ii

（填步骤前的标号），理由是

氮气分子中含有氮氮三键，断裂氮氮三键所需能量最高，该步反应速率最慢

氮气分子中含有氮氮三键，断裂氮氮三键所需能量最高，该步反应速率最慢

。
（3）合成氨催化剂前驱体（主要成分为Fe₃O₄）使用前经H₂还原，生成α-Fe包裹的Fe₃O₄。已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a=287pm,密度为7.8g•cm^-3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为

7

.

8

×

（

287

×

10

-

10

）

3

N

A

56

7

.

8

×

（

287

×

10

-

10

）

3

N

A

56

（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）。
（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。其中一种进料组成为

x

H

2

=0.75、

x

N

2

=0.25，另一种为

x

H

2

=0.675、

x

N

2

=0.225、x_Ar=0.10。（物质i的摩尔分数：x_i=

n

i

n

总

）

①图中压强由小到大的顺序为

P₁＜P₂＜P₃

P₁＜P₂＜P₃

，判断的依据是

此反应为气体分子数目减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量增大

此反应为气体分子数目减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量增大

。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是

图4

图4

。
③图3中，当p₂=20MPa、

x

N

H

3

=0.20时，氮的转化率α=

33.3%

33.3%

。该温度时，反应

1

2

N₂（g）+

3

2

H₂（g）⇌NH₃（g）的平衡常数K_p=

3

36

3

36

MPa^-1（化为最简式）。