14.碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用.请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574 kJ•molˉ1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则△H2=-1160kJ/mol;
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁.其反应为:
Fe2O3(s)+3CH4(g)?2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)△H>0
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g.则该段时间内CO的平均反应速率为0.012mol/(L•min).
②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是bd
a.CH4的转化率等于CO的产率
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
d.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图1所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA<KB(填“>”、“<”或“=”).纵坐标可以表示的物理量有哪些bc.
a.H2的逆反应速率
b.CH4的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量
d.CO的体积分数
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图2所示是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
①甲烷燃料电池的负极反应式是:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O.
②当A中消耗0.05mol氧气时,B中b极(填“a”或“b”)增重6.4g.
(4)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率.电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H2$\stackrel{一定条件}{?}$2NH3,该过程中还原反应的方程式为N2+6H++6e-=2NH3
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