甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2,其反应式如下:
①CH
( g) +1/2O
( g)=CO( g)+2H
( g)
H1=-35.6kJ·mol![]()
有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH
( g)+2O
( g)=CO2( g)+2H2O( g)
H2=-890.3kJ·mol![]()
③CH
( g)+CO
( g)=2CO( g)+2H
( g)
H3=247.3kJ·mol![]()
请结合以上条件写出CH4和H2O(g)生成CO和H2的热化学反应方程式:
。
(2)恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1 molN2和2.6 molH2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
| 时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c(NH3)/( mol ·/L-1) | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为 。
(3)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
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①b处电极上发生的电极反应式是 。
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH (填写“变大”、“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu
的物质的量浓度 。
③若完全反应后,装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷(标准状况下) L。
有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离可产生表中离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
| 阳离子 | Na+、Ba2+、NH4+ |
| 阴离子 | CO32-、Cl-、OH-、SO42-[来 |
已知:①A、C溶液的pH均大于7,A、B的溶液中水的电离程度比纯水大,A、D焰色反应的火焰均为黄色;②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
请填写下列空白:
(1)A是___________,B是___________,C是____________,D是___________。
(2)常温,将1 mL pH =12的C溶液加水稀释至100mL,所得溶液中
= 。
(3)常温下,0.15 mol·L-1的C溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13,则C 溶液与盐酸的体积比= _______________。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。
哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖.现将氢气和氮气充入某密闭容器中,在一定条件下反应的有关数据为:
| 项目 | H2 | N2 | NH3 |
| 起始时 | 5mol/L | 3 mol/L | 0 |
| 2 s末 |
| 2 mol/L |
(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s 内)的反应速率
(H2)= 。
若此时已达平衡,则可求得平衡常数为 。
(2)右图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应
过程的曲线图,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的
体积分数最高的一段时间是(填写下列序号,下同) ,
化学平衡常数最大的一段时间是 ,
① t0→t1 ②t2→t3 ③t3→t4 ④t5→t6
若t1时改变的条件是升高温度,则说明合成NH3反应的焓变△H 0(填大于、小于)。