氮的氢化物NH
3、N
2H
4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用.
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视.它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势.氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH
3(g)+5O
2(g)=4NO(g)+6H
2O(l)△H
1②4NH
3(g)+6NO(g)=5N
2(g)+6H
2O(l)△H
2则反应 4NH
3(g)+3O
2(g)=2N
2(g)+6H
2O(l)△H=
______
.(请用含有△H
1、△H
2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3L的恒容密闭容器中,投入4mol N
2和9mol H
2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 |
2.4 |
T2 |
2.0 |
已知:破坏1mol N
2(g)和3mol H
2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2mol NH
3(g)中的化学键消耗的能量.
①则T
1______
T
2(填“>”、“<”或“=”)
②在T
2K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H
2的平均速率v(H
2)=
______
,平衡时N
2的转化率α(N
2)=
______
.
③下列图象1分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(\( \overline {M}\))、N
2体积分数φ(N
2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是
______
.
(3)某N
2H
4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图2所示.
①M区发生的电极反应式为
______
.
②用上述电池做电源,用图3装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N
2H
4的质量为
______
g(假设溶液电解前后体积不变).