地球上的氮元素對動植物有重要作用,其中氨的合成與應(yīng)用是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
(1)人工固氮最主要的方法是Haber-Bosch法。通常用以鐵為主的催化劑在400~500℃和10~30MPa的條件下,由氮?dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂薄?br />①已知上述反應(yīng)中生成1molNH3放出46kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92kJ/molN2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol。
②該反應(yīng)放熱,但仍選擇較高溫度。其原因是 在該溫度下催化劑活性強(qiáng),反應(yīng)速率快在該溫度下催化劑活性強(qiáng),反應(yīng)速率快。
(2)常溫常壓下電解法合成氨的原理如圖1所示:
①陰極生成氨的電極反應(yīng)式為 N2+6H++6e-=2NH3N2+6H++6e-=2NH3。
②陽極氧化產(chǎn)物只有O2。電解時(shí)實(shí)際生成的NH3的總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由O2理論計(jì)算所得NH3的量,結(jié)合電極反應(yīng)式解釋原因:陰極除了氮?dú)獾秒娮油?,還可能發(fā)生N2+6H++6e-=2NH3,2H++2e-=H2陰極除了氮?dú)獾秒娮油?,還可能發(fā)生N2+6H++6e-=2NH3,2H++2e-=H2。
(3)氨是生產(chǎn)氮肥的原料,經(jīng)如下轉(zhuǎn)化可以得到NH4NO3。NH3①O2NO②O2NO2③H2OHNO3④NH3+NH4NO3
。已知:氮原子利用率是指目標(biāo)產(chǎn)物中氮的總質(zhì)量與生成物中氮的總質(zhì)量之比上述反應(yīng)③的氮原子利用率為66.7%。要使原料NH3轉(zhuǎn)化為NH4NO3的整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中氮原子利用率達(dá)到100%,可采取的措施是 通入過量氧氣使NO全部轉(zhuǎn)化為硝酸通入過量氧氣使NO全部轉(zhuǎn)化為硝酸。
(4)現(xiàn)在廣泛使用的鋰離子電池有多種類型。某可充電鈷酸鋰電池的工作原理如圖2所示。
①該電池放電時(shí),其中一極的電極反應(yīng)式是LixC6-xe-=6C+xLi+,則該極應(yīng)為圖2中的 AA(填“A”或“B”)。
②碳酸乙烯酯(EC)常用作電解液的溶劑,其結(jié)構(gòu)為,熔點(diǎn)35℃,可燃,可由二氧化碳和有機(jī)物X在一定條件下合成。X與乙醛互為同分異構(gòu)體,核磁共振氫譜顯示只有一組峰。寫出合成EC的化學(xué)方程式:。
③從正極材料中回收鈷和鋰的流程如圖3所示,寫出酸浸過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=2CoSO4+2Li2SO4+4H2O+O2↑2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=2CoSO4+2Li2SO4+4H2O+O2↑。拆解廢舊電池前需進(jìn)行放電處理,既可保證安全又有利于回收鋰。有利于回收鋰的原因是 放電處理后,負(fù)極鋰放電后,在正極上生成鈷酸鋰,酸浸后生成的鈷鹽和鋰鹽易于分解放電處理后,負(fù)極鋰放電后,在正極上生成鈷酸鋰,酸浸后生成的鈷鹽和鋰鹽易于分解。
①
O
2
②
O
2
③
H
2
O
④
N
H
3
【答案】N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol;在該溫度下催化劑活性強(qiáng),反應(yīng)速率快;N2+6H++6e-=2NH3;陰極除了氮?dú)獾秒娮油?,還可能發(fā)生N2+6H++6e-=2NH3,2H++2e-=H2;通入過量氧氣使NO全部轉(zhuǎn)化為硝酸;A;2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=2CoSO4+2Li2SO4+4H2O+O2↑;放電處理后,負(fù)極鋰放電后,在正極上生成鈷酸鋰,酸浸后生成的鈷鹽和鋰鹽易于分解
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:44引用:2難度:0.5
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1.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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