(14分)2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
②H2(g)+
F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
n(NO)(mol) |
0.200 |
0.100 |
0.080 |
0.050 |
0.050 |
0.050 |
n(O2)(mol) |
0.100 |
0.050 |
0.040 |
0.025 |
0.025 |
0.025 |
(1)已知:K800℃>K1000℃,则该反应的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率为__________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A.容器内颜色保持不变 B. 2v逆(NO)=v正(O2)
C.容器内压强保持不变 D.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动应采取的措施有 。
(4)在上述条件下,计算通入2 mol NO和1 mol O2的平衡常数K=______________。
(5)在上述条件下,若开始通入的是0.2 mol NO2气体,达到化学平衡时,则NO2的转化率为 。
反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是____________________反应(填“吸热”、“放热”)。
(2)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_______________,原因是_________.
(3)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1_________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
可逆反应:aA(g)+ bB(g)cC(g)+ dD(g);根据图回答:
(1)压强 P1比P2(填大或小);
(2)(a +b)比(c +d)(填大或小);
(3)温度t1℃比t2℃(填高或低);(4)正反应为反应。
下图是在其它条件一定时,反应2NO+O2≒2NO2+ Q(Q>0)中NO 的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E 5点,其中表示未达平衡状态且V正>V逆的点是。
某高温下,金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化薄膜的实验数据记录如下:
反应时间t/h |
1 |
4 |
9 |
16 |
25 |
MgO层厚Y/nm NiO层厚Y'/nm |
0.05a b |
0.2a 2b |
0.45a 3b |
0.80a 4b |
1.25a① 5b② |
①②a和b均为与温度有关的常数。
请回答下列问题:
(1)金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示,其理由是_______
________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚Y跟时间t所呈现的关系是(填“直线”、“抛物线”、“对数”或“双曲线”等类型):MgO氧化膜的膜厚Y属____型;NiO氧化膜的膜厚Y'属____型。
(3)Mg与Ni比较,哪一种金属具有更良好的耐氧化腐蚀性?答:_________,其理由是_____________________________________________________________。
某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2=mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3v1(填>、=、<),且c31.0mol/L(填>、=、<)
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是反应(选填吸热、放热)。理由是。