题目内容
(1)合成氨反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1
已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应,在某一定条件下,N2的转化率仅为10%,要想通过该反应得到92.2 kJ的热量,至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为________ mol。
(2)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式:__________________________,
负极的电极反应式:__________________________。
(3)如图是一个电解过程示意图。
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①锌片上发生的电极反应式是:_______________________
②假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源,铜片质量变化为128 g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
(1)10
(2)O2+4e-+2H2O=4OH-
N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
(3)①Cu2++2e-=Cu ②112
【解析】(1)据热化学方程式可知,1 mol N2完全反应才能得到92.2 kJ的热量,而N2
转化率为10%,则实际需要投入10 mol N2才能转化1 mol N2。
(2)肼-空气燃料电池中,O2在正极放电,生成OH-。
(3)电解池中,Cu做阳极,自身放电生成Cu2+,由电子守恒得Cu~
O2~2e-,n(Cu)
=2 mol,消耗n(O2)=1 mol,则V空气=112 L(标准状况)。
某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去,装置气密性良好,F是用于鼓入空气的双连打气球)。
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实验操作及现象:
实验操作 | 现象 |
Ⅰ.将B装置下移,使碳酸钙与稀硝酸接触 | 产生气体 |
Ⅱ.当C装置中产生白色沉淀时,立刻将B装置上提 |
|
Ⅲ.将A装置中铜丝放入稀硝酸中,给A装置微微加热 | A装置中产生无色气体 E装置中开始时出现浅红棕色气体 |
Ⅳ.用F装置向E装置中鼓入空气 | E装置内气体颜色逐渐加深 |
Ⅴ.一段时间后 | C装置中白色沉淀溶解 |
试回答下列问题:
(1)操作Ⅰ中产生气体的化学式为 ;操作Ⅰ的目的是 ;D装置的作用是 。
(2)C装置中白色沉淀的化学式是 ,操作Ⅱ中当C装置中产生白色沉淀时立刻将B装置上提的原因是 。
(3)操作Ⅲ中A装置中产生无色气体的化学方程式是 。
(4)E装置内气体颜色逐渐加深的原因是 。
(5)操作Ⅴ现象产生的原因是(用化学方程式说明) 。
已知下列两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O ΔH1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH2
(1)相同温度下,若上述反应Ⅰ的化学平衡常数为K1,反应Ⅱ的化学平衡常数为K2,那么K1·K2=________。
(2)反应Ⅰ化学平衡常数K1和温度t的关系如下表一:
t/℃ | 700 | 800 | 850 | 1 000 | 1 200 |
K1 | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
该反应的ΔH1__________0(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)某温度下,反应Ⅰ的化学平衡常数为2.25。在该温度下,向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中通入CO2(g)和H2(g),这两种物质的起始浓度如下表二:
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(CO2)(mol/L) | 0.01 | 0.02 | 0.02 |
c(H2)(mol/L) | 0.01 | 0.01 | 0.02 |
反应速率最快的是________(填“甲”、“乙”或“丙”),平衡时,H2转化率最大的是________(填“甲”、“乙”或“丙”),丙中H2的转化率为________。