22. 2018年12月8日,凌晨2时23分,我国在西昌卫星发射中心,嫦娥四号探测器搭载长征三号乙运载火箭成功发射,实现了世界首次月球背面软着陆和巡视探测,被认为是中国在工程技术和空间科学方面的双重跨越和创新。
I.肼(N
2H
4)又称联氨,常温时是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。
(1)已知在25℃、101kPa时,16g N
2H
4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出312kJ的热量,则N
2H
4完全燃烧的热化学方程式是
________________________。
II.如下图所示,某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N
2H
4)─空气燃料电池(如图甲)并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(2)甲装置中正极的电极反应式为:
________________________。
(3)检验乙装置中石墨电极反应产物的方法是:
___________________。
III.超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO
2和N
2,其反应为:2NO+2CO
2CO
2+N
2。假设常温下在恒容的密闭容器中发生上述反应,试解答下列问题:
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
____________。
A.混合气体的压强保持不变
B.N
2的浓度不再改变
C.消耗CO的物质的量与生成CO
2的物质的量之比为1∶1
D.NO、CO、CO
2、N
2的物质的量之比为2∶2∶2∶1
(5)为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,某科学家在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO) ( mol•L-1) | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO) ( mol•L-1) | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | X | 2.70×10-3 |
从表中数据分析可知:①X=
____________mol·L
-1;
②前2s内的平均反应速率v(N
2)=
________________________mol·L
-1·s
-1;
③该温度下反应的平衡常数K=
________________________。