(17分)金属作为一种能源受到越来越多的关注。
(1)起始阶段,金属主要作为燃料的添加剂。如航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料,加热铝粉使其氧化并放出大量热量,促使混合物中另一种燃料分解:4NH4ClO46H2O↑+2N2↑+4HCl↑+5O2↑,在该反应中还原产物与氧化产物的物质的量比为_______,每有1molNH4ClO4分解,转移电子的物质的量为__________。
(2)随着研究的深入,金属燃料直接作为能源出现。
①铁和铝的燃烧可以提供大量能量。
已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H 1;3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) △H 2
则相同质量的铝和铁完全燃烧,铝提供能量是铁提供能量的_____倍(用△H 1和△H 2表示)。
②关于金属燃料的下列说法错误的是________
a.较易控制金属燃烧后产物,减少对环境的污染
b.镁可以通过与二氧化碳的反应,达到既节能又减碳的效果
c.将金属加工为纳米金属时,表面积增大更容易燃烧
d.电解法冶炼镁铝的技术比较成熟,制取的镁铝可作为燃料用于发电
(3)相比金属燃料来讲,将金属中的化学能转化为电能在现在得到了更为广泛的应用。
①下图为某银锌电池的装置图,则该装置工作时,负极区pH______(填“增大”、“减小”或“不变),正极反应式为__________________。
②一种新型电池是以Li2FeSiO4、嵌有Li的石墨为电极,含Li+的导电固体为电解质,放、充电的总反应式可表示为Li+LiFeSiO4 Li2FeSiO4。放电时,Li+向________(填“正”或“负”)极移动;充电时,每生成1mol LiFeSiO4转移_________mol电子。
在10L容器中,加入2mol的SO2(g)和2mol的NO2(g),保持温度恒定,发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%。
(1)该温度下的该反应的平衡常数=__________________(用数值表示)
(2)该温度下、该容器中,再继续加入1mol的SO2(g),则:
化学平衡将向________方向移动,NO2的转化率将____________;
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH="+131.3" kJ•mol-1,ΔS=+133.7J•(K•mol) -1
①该反应能否自发进行与有关。
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是(填字母,下同)
a.容器中的压强不变
b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 molH—O键
c.υ正(CO) =υ逆(H2O)
d.c(CO)=c(H2)
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.根据已学知识回答下列问题:
(1)对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H<0,673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示.
下列叙述正确的是(填选项).
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D.其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比上图中d点的值大
(2)已知N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1
①合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是(填选项).
A.采用较高压强(20MPa~50MPa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②在容积均为2L(容器体积不可变)的甲、乙两个容器中,分别加入2molN2、6molH2和1molN2、3molH2,在相同温度、催化剂下使其反应.最终达到平衡后,两容器N2转化率分别为α甲、α乙,则甲容器中平衡常数表达式为(用含α甲的代数式表示,化简为最简式),此时α甲α乙(填“>”、“<”“=”).
一密封体系中发生下列反应:N2 +3H22NH3 +Q,下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图:
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是______.
(2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化? 、、
(3)下列各时间段时,氨的百分含量最高的是______.
A.t0~t1 | B.t2~t3 | C.t3~t4 | D.t5~t6 |
根据下列叙述写出相应的热化学方程式:
(1)已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量,该反应的热化学方程式是。
(2)如图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图.该反应的热化学方程式为:。
(3)写出以下物质的电离方程式:
NaHCO3;
CH3COONH4;
H2CO3