1909年,化學(xué)家哈伯用N2和H2在高溫高壓條件下首次合成了氨氣,反應(yīng)原理為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),該反應(yīng)的能量變化如圖1所示(a、b均大于零),回答下列問題:
(1)根據(jù)圖1寫出生成2molNH3時(shí)的熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) ΔH=-2(b-a) kJ?mol-1N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) ΔH=-2(b-a) kJ?mol-1。
(2)在500°C、30MPa下,斷裂1molH-H鍵、1molN-H鍵、1molN≡N鍵需要吸收的能量分別為436 kJ、391kJ、946kJ。
①每消耗0.5molN2該反應(yīng)放出的熱量為 46kJ46kJ。
②向某一密閉容器中充入1.5molH2(g)和0.5molN2 (g),在催化劑條件下進(jìn)行上述反應(yīng),此時(shí)斷裂的H-H鍵吸收的熱量 小于小于 (填“>”,“<”或“=”)436×1.5=654 (kJ)。
(3)一種用電化學(xué)法合成氨的原理裝置如圖2所示:
①電極B的名稱是 陰極陰極(填“陰極”或“陽極”)。
②圖2中陽極的電極反應(yīng)式為 3H2-6e-+2N3-=2NH33H2-6e-+2N3-=2NH3。
③若圖2中支持電解質(zhì)改為質(zhì)子導(dǎo)體陶瓷膜,則陰極的電極反應(yīng)式為 N2+6e-+6H+=2NH3N2+6e-+6H+=2NH3。
【答案】N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) ΔH=-2(b-a) kJ?mol-1;46kJ;小于;陰極;3H2-6e-+2N3-=2NH3;N2+6e-+6H+=2NH3
【解答】
【點(diǎn)評】
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2.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:
(1)圖1的四個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過程中產(chǎn)生的氣體X 為發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
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