以氨气作为燃料的电池,产物是什么! 在酸,碱不同环境下?
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时间:2024-08-17 11:44:25
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以氨气作为燃料的电池,产物是什么! 在酸,碱不同环境下?【专家解说】:(1)碱性燃料电池中,负极上燃烧失电子发生氧化反应,所以该原电池中负极上氨气失电子和氢氧根离子反应生成氮气和
【专家解说】:(1)碱性燃料电池中,负极上燃烧失电子发生氧化反应,所以该原电池中负极上氨气失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,故答案为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;
(2)A.2v(H2)正=3v(NH3)逆时,该反应达到平衡状态,所以3v(H2)正=2v(NH3)逆时该反应没有达到平衡状态,故错误;B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2,正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故正确;C.容器内的总压强不再随时间而变化,反应体系中各物质的浓度不变,所以达到平衡状态,故正确;D.无论该反应是否达到平衡状态,混合气体的密度不随时间变化,所以密度不能作为判断依据,故错误;E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN-H键断裂,正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故正确;F.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2时该反应不一定达到平衡状态,与反应物的初始浓度及转化率有关,故错误;故选BCE;
(3)同一温度下,容器中气体压强与总的物质的量成正比,设平衡状态时混合气体的物质的量为x,16.80:12.60=(1+3)mol:x,x=4mol×12.6016.80=3,所以平衡时混合气体的物质的量为3mol,设参加反应的氮气的物质的量为y,N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)物质的量减少1mol 2moly (4-3)mol1mol:2mol=y:(4-3)mol,y=1mol×(4?3)mol2mol=0.5mol,则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=0.5mol2L25min=0.01mol/(L.min),平衡时,c(N2)=0.5mol2L=0.25mol/L、c(H2)=3mol?3×0.5mol2L=0.75mol/L、c(NH3)=0.5mol×22L=0.5mol/L,化学平衡常数K=0.5×0.50.25×(0.75)3( mol/L)-2=2.37( mol/L)-2,故答案为:0.01 mol/(L.min);2.37( mol/L)-2;
(4)①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-l59.5kJ?mol-1②NH2CO2NH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ?mol-1③H2O(1)═H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1将方程式①+②-③得2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0 kJ?mol-1,增大容器容积时,假设平衡不移动,压强与体积成反比,所以其压强为原来的23,实际上增大容器体积,压强减小,平衡向正反应方向移动,温度不变,平衡常数不变,最终水蒸气浓度不变,所以压强为aPa,即P[H2O(g)]的取值范围是23a<P[H2O(g)]≤a,故答案为:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0 kJ?mol-1;23a<P[H2O(g)]≤a.
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