21. 化石燃料的燃烧会产生大量污染大气的二氧化硫和温室气体二氧化碳。而氢气和氨气都被认为是无碳无污染的清洁能源。
(1)某些合金可用于储存氢,金属储氢的原理可表示为:M+xH
2⇌MH
2x △
H<0 (M 表示某种合金)。如图表示温度分别为T
1、T
2时,最大吸氢量与氢气压强的关系。则下列说法中,正确的是_______。
A.T1>T2 |
B.增大氢气压强,加快氢气的吸收速率 |
C.增大M的量,上述平衡向右移动 |
D.上述反应可实现多次储存和释放氢气 |
(2)以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池(如下图装置甲所示),其中负极通入H
2,正极通入O
2和CO
2的混合气体。乙装置中a、b为石墨,电解一段时间后,b电极附近滴入酚酞溶液变红,NaCl溶液的体积为100mL。
①工作过程中,甲装置中d电极的电极反应式为
_______,乙装置中电极a为
_______极(填电极名称)。
②若在a极产生112mL(标准状况)气体,25°C时乙装置中所得溶液pH=
_______。(忽略电解前后溶液体积变化)
(3)氨在氧气中燃烧,生成水和一种空气组成成分的单质。
已知:N
2(g)+3H
2(g)
⇌2NH
3(g) △
H=-92.4kJ·mol
-12H
2(g) +O
2(g) =2H
2O(l) △
H= -572 kJ·mol
-1试写出氨在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式:
_______。
(4)在一定条件下,将1molN
2和3molH
2混合于一个10L的容积不变的密闭容器中发生反应:N
2+3H
22NH
3△
H<0,已知5分钟后达到平衡,平衡时氨的体积分数为25%。
①该反应的平衡常数表达式为
_______;
②反应开始到平衡时N
2的消耗速率v(N
2)=
_______;
③能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
_______;
a.容器中压强不变
b.混合气体的密度不变
c.3v
正(H
2)=2v
逆(NH
3)
d.c(N
2)∶c(H
2)∶c(NH
3)=1∶3∶2
④对于上述平衡状态,改变下列条件能使反应速率增大,且能使平衡向正反应方向移动的是
_______。
a.选用更高效的催化剂
b.升高温度
c.及时分离出氨气
d.增加H
2的依度
e.充入He,使体系总压强增大