发展储氢技术是氢氧燃料电池推广应用的关键。研究表明液氨是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达17.6% (质量分数)。液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)N2 (g) + 3H2(g) ΔH =+92.4 kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1) 氨气自发分解的反应条件是 。
(2) 已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(g) ΔH = - 483.6 kJ·mol-1
NH3(l) NH3 (g) ΔH = 23.4 kJ·mol-1
则,反应4NH3(l) + 3O2 (g) = 2N2 (g) + 6H2O(g) 的ΔH = 。
(3) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应的活化能最大的是 (填写催化剂的化学式)。
②恒温(T1)恒容时,用Ni催化分解初始浓度为c0的氨气,并实时监测分解过程中氨气的浓度。计算后得氨气的转化率α(NH3)随时间t变化的关系曲线(见图2)。请在图2中画出:在温度为T1,Ru催化分解初始浓度为c0的氨气过程中α(NH3) 随t变化的总趋势曲线(标注Ru-T1)。
图1 图2
③假设Ru催化下温度为T1时氨气分解的平衡转化率为40%,则该温度下此分解反应的平衡常数K与c0的关系式是:K = 。
(4) 用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是 。(已知:液氨中2NH3(l) NH2- + NH4+)
如图,用惰性电极电解由四种都为元素周期表原子序数前10号元素组成的A溶液,在两电极区域分别得到B、C、D、E四种气体。它们之间在一定条件下反应流程如图所示。其中F、D中原子核外电子总数相等,E是常见的导致温室效应的气体。常温下,在F中先通足量E气体,再通足量D气体,生成一种与A元素组成相同的物质G。上述反应流程没有其他物质参与。
(1)写出G中的化学键类型 ,E的电子式 。
(2)写出上述反应流程中生成A的离子反应方程式 。
(3)写出D在纯净C中燃烧的化学反应方程式 。
(4)通常情况下,D极易溶于F中,其原因 。
(5)往G的饱和溶液中通入E也能制得A,写出该反应的化学方程式 。
(6)写出该题中电解A溶液反应的总离子方程式 。
决定物质性质的重要因素是物质的结构。请回答下列问题:
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
B | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
A通常显 价,A的电负性 B的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO、TiN的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。下表是3种离子晶体的晶格能数据:
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ·mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量,KCl、CaO、TiN 3种离子晶体熔点从高到低的顺序是 。MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有 个。
(3)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是 。
(4)某配合物的分子结构如图所示,其分子内不含有 (填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位,可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
(2)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
(3)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为 。
为建设美丽浙江,浙江省政府开展“五水共治”。
(1)城市饮用水处理时可用二氧化氯(ClO2)替代传统的净水剂Cl2。工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目:_______________。
(2)某地污水中的有机污染物主要成分是三氯乙烯 (C2HCl3),向此污水中加入KMnO4(高锰酸钾的还原产物为MnO2)溶液可将其中的三氯乙烯除去,氧化产物只有CO2,写出该反应的化学方程式_________________。
按下列要求填空:
(1)写出过氧化氢和过氧化钠的电子式: 、 。
(2)已知叠氮酸(HN3)是与醋酸酸性相近的酸。写出其在水溶液中电离的方程式: 。
(3)已知水溶液中,YO3n- 和 3S2- 发生反应,离子方程式如下:YO3n-+3S2-+6H+=Y-+3S↓+3H2O,则微粒YO3n-所带的电荷为 。
(4)写出钢铁吸氧腐蚀中正极的电极反应式: 。
(5)在标准状况下,1L水中能溶解a L氯化氢气体,所得溶液密度为ρg/cm3 。请计算出氢化氢的物 质的量浓度(要求化简) 。