工业合成氨对人类生存贡献巨大，反应原理为：

1. (2020高二上·蚌埠期末) 工业合成氨对人类生存贡献巨大，反应原理为： $\text{[math]}$
1. （1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 mol的N₂和0. 6 mol 的H₂在一定条件下发生反应，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率 $\text{[math]}$ 。下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是(填序号字母)
  a.容器内 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的物质的量浓度之比为1：3：2
  
  b. $\text{[math]}$
  
  c.容器内压强保持不变
  
  d.混合气体的密度保持不变
3. （2）科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中的部分微粒)。
  
  写出步骤c的化学方程式；由图像可知合成氨反应的△H0(填“>”“<”或“=”)。
5. （3）将n(N₂)：n(H₂)=1：3的混合气体，匀速通过装有催化剂的刚性反应器，反应器温度变化与从反应器排出气体中 $\text{[math]}$ 的体积分数 $\text{[math]}$ 关系如图。随着反应器温度升高， $\text{[math]}$ 的体积分数 $\text{[math]}$ 先增大后减小的原因是。
  
  某温度下，混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2×10⁷Pa，平衡时总压为开始的90%，则H₂的转化率为。用某物质的平衡分压(气体分压P_分=P_总×体积分数)代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K_P)，此温度下，该反应的化学平衡常数K_P=(分压列计算式、不化简)。
7. （4）合成氨的原料气H₂可来自甲烷水蒸气催化重整(SMR)。我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH₄催化裂解生成H₂和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如 $\text{[math]}$ ；第二步：碳(或碳氢物种)和H₂O反应生成CO₂和H₂ ，如 $\text{[math]}$ 。反应过程和能量变化残图如下(过程①没有加催化剂，过程②加入催化剂)，过程①和② $\text{[math]}$ 的关系为：①②(填“>”“<”或“=”)；控制整个过程②反应速率的是第步(填“I”或“Ⅱ”)，其原因为。