氨氣是一種重要的化學(xué)物質(zhì),可用于制取化肥和硝酸,也可用于燃料電池等。
(1)工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol
化學(xué)鍵 |
N-H |
H-H |
N≡N |
斷開1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量/kJ |
a |
436 |
946 |
表中a為
391
391
。
(2)合成氨原料中的H
2可用CO在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。已知在25℃、101kPa下:
Ⅰ.2C(石墨,s)+O
2(g)═2CO(g)△H
1=-222kJ/mol
Ⅱ.2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(g)△H
2=-242kJ/mol
Ⅲ.C(石墨,s)+O
2(g)═CO
2(g)△H
3=-394kJ/mol
①25℃、101kPa下CO與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H
2的熱化學(xué)方程式為
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H4=-162kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H4=-162kJ/mol
。
②根據(jù)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列說法正確的是
a
a
(填選項(xiàng)字母)。
a.由反應(yīng)Ⅱ可以推知:2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(l)△H
4,則△H
4小于△H
2b.反應(yīng)Ⅲ的反應(yīng)熱等于O
2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量與CO
2分子中化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量的差
c.如圖可表示反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)過程和能量的關(guān)系
(3)以氨氣代替氫氣研發(fā)氨燃料電池是當(dāng)前科研的一個(gè)熱點(diǎn),氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是2mol?L
-1的KOH溶液,生成的產(chǎn)物無污染。以此燃料電池,采用電解法制備Fe(OH)
2,裝置如圖所示。
①石墨Ⅰ電極上的電極反應(yīng)式為
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。
②Y電極的電極材料是
Fe
Fe
。
③通電一段時(shí)間后,若右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生1.5mol Fe(OH)
2白色沉淀,理論上石墨Ⅱ上通入O
2的體積至少為
16.8
16.8
L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。