设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.某密闭容器中盛有 0.1molN2 和 0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为 0.6NA
B.常温下,1L pH=9 的 CH3COONa 溶液中,发生电离的水分子数为 1×10−9 NA
C.14.0gFe 发生吸氧腐蚀生成 Fe2O3•xH2O,电极反应转移的电子数为 0.5NA
D.标准状况下,2.24L 丙烷含有的共价键数目为 1.1NA
化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.煤的气化是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径
B.新型冠状病毒肺炎病症较多的地区,人们如果外出归家,应立即向外套以及房间喷洒大量的酒精
C.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,依据的是外加电流的阴极保护法
D.华为继麒麟 980 之后自主研发的 7m 芯片问世,芯片的主要成分是硅
氮和氮的化合物在工农业生产、国防和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列与氮元素有关的问题:
(1)亚硝酸氯(结构式为Cl-N=O)是有机合成中的重要试剂,可由Cl2和NO在一定条件下通过以下反应制得:2NO+Cl2=2ClNO,已知几种化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | Cl-Cl | Cl-N | N=O | N=O(NO) |
键能(kJ·mol-1) | 243 | a | 607 | 630 |
请根据表中数据计算:2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)△H=___kJ•mol-1。
(2)温度一定时,在一个体积为1L的密闭容器中通入2molNO和1molCl2,10min时ClNO体积占气体总体积40%(气体的“体积分数”即“物质的量分数”),则反应开始到10min内NO的平均反应速率:v(NO)=___mol·L-1·min-1
(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物,
主反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H1
副反应:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1267.1kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-907.3kJ/mol
①△H1=___。
②将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图1,试分析脱硝的适宜温度是___(填序号)
a.<850℃ b.900~1000℃ c.>1050 ℃
(4)以连二亚硫酸盐(S2O42-)为还原剂脱除烟气中的NO,并通过电解再生,装置如图2。阴极的电极反应式为___。
(5)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,装置如图3所示,电池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y(N2O5),可循环使用,则石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为:___。
科学家认为,氢气是21世纪一种高效而无污染的理想能源。
(1)为了有效发展氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是___。
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应 C.催化光解海水 D.分解天然气
(2)用水分解获得氢气的能量变化如图1所示,则此反应的焓变△H=___kJ/mol。(请用关于E1,E2的代数式表示)。
(3)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知:
CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ•mol﹣1
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4kJ•mol﹣1
则CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=___kJ•mol﹣1
(4)某固体酸膜氢氧燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H+,其基本结构如图2所示,请按要求回答下列问题:
①b极上的电极反应式为___。
②此电池工作时每消耗4.48L(标准状况下)H2,转移电子___mol。
③若将这些电子用于铅蓄电池(两极板上分别覆盖有Pb、PbO2,电解质溶液是H2SO4溶液)充电,铅蓄电池中产生H2SO4的物质的量为___mol,铅蓄电池阳极发生的反应为___。
天然气既是高效洁净的能源,又是重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。
(1)已知25℃、101kPa时,1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量,则该条件下反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH=___kJ·mol-1。
(2)甲烷可以消除氮氧化物污染。如:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。下列措施能够使该反应速率加快的是___。
a.使用催化剂 b.降低温度 c.及时分离水
(3)甲烷可直接应用于燃料电池,该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示:
①外电路电子移动方向:___。(填“a极到b极”或“b极到a极”)。
②a极电极反应式为___。
③若燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是22.4L(假设空气中O2体积分数为20%),则理论上消耗甲烷___mol。
工业上用CO、CO2均可以生产甲醇。CO在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)图1是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=___;
(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化,请根据图像写出反应的热化学方程式:___;
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH-―4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为:___;
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式___。