氮及其化合物是重要的化工原料,按要求回答下列問題:
(1)已知反應(yīng):
Ⅰ.N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH=+181kJ/mol
Ⅱ.N2H4(g)+O2(g)?N2(g)+2H2O(g)ΔH=-579kJ/mol
若某反應(yīng)NO轉(zhuǎn)化的反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kc=,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
N2H4(g)+2NO(g)=2N2(g)+2H2O(g)ΔH=-760kJ/mol
N2H4(g)+2NO(g)=2N2(g)+2H2O(g)ΔH=-760kJ/mol
。
(2)NO可在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2NO(g)?N2O2(g),該反應(yīng)的v正=k正c2(NO),v逆=k逆c(N2O2),(k正、k逆為速率常數(shù)),且速率與濃度關(guān)系如圖1所示。
①T℃、pkPa條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 10
10
。
②T℃、pkPa條件下,一定容積容器中充入一定量NO,平衡時測得c(N2O2)為0.4mol/L,則平衡時NO的體積分?jǐn)?shù)為 33.3%
33.3%
,平衡后v正═4×10m-1
4×10m-1
(寫出表達(dá)式)。
(3)NO在催化劑條件下可被H2還原為無害物質(zhì),反應(yīng)為2H2(g)+2NO(g)?N2(g)+2H2O(g),在密閉容器中按c(NO):c(H2)=1:1充入,反應(yīng)結(jié)果如圖2:
①提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的措施有 BC
BC
。
A.增大投料
B.降低反應(yīng)溫度
C.減小容器體積
D.充入水蒸氣增大壓強(qiáng)
②若不用催化劑,M點(diǎn)平衡轉(zhuǎn)化率是否會降至O點(diǎn),并簡述理由 不會,因?yàn)榇呋瘎┲桓淖兎磻?yīng)速率,不影響平衡移動
不會,因?yàn)榇呋瘎┲桓淖兎磻?yīng)速率,不影響平衡移動
。400℃后,催化效率降低的原因 溫度過高,使催化劑活性降低
溫度過高,使催化劑活性降低
。
(4)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)自由能變化可以對外做功?;瘜W(xué)熱力學(xué)規(guī)定室溫下反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能計(jì)為△fGm?,且△fGm?=△fHm?-T△fSm?。若N2H4(g)+O2(g)?N2(g)+2H2O(g)△fGm?=-616kJ/mol。用N2H4(g)與氧氣在熔融的氧化釔鋯電解質(zhì)中構(gòu)成燃料電池(如圖3):
則該電池室溫下理論上產(chǎn)生電壓為 1.596
1.596
V。(其中法拉第常數(shù)F=96500C?mol-1,計(jì)算結(jié)果保留三位小數(shù))