氘在化学、医药学及生物学等领域有广泛使用,也是制造氢弹和中子弹最重要的原料,1967年6月17日我国爆炸的第一颗氢弹用的炸药就是氘化锂。其实海洋是一个能源库,已
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氘在化学、医药学及生物学等领域有广泛使用,也是制造氢弹和中子弹最重要的原料,1967年6月17日我国爆炸的第一颗氢弹用的炸药就是氘化锂。其实海洋是一个能源库,已知每1 L海水中大约有0.03 g氘,氘在海水中以重水(D2O)的形式存在。 (1)1 000 g氘化锂(6Li2H相对分子质量为8)的爆炸力相当于5万吨烈性TNT炸药。则生产90 g氘化锂至少需处理海水多少升? (2)从海水中提取重水可用电解法获得氘气(D2),那么将1 L海水中所含重水的氘气全部电解出来用于制取氘时,理论上至少消耗多少电能?(已知断开1 mol化学键所吸收的能量或形成1 mol化学所放出的能量称为键能。又已知氧氘键的键能是463 kJ·mol-1,氘氘键的键能是436 kJ·mol-1,氧氧键的键能是493 kJ·mol-1)。 |
答案
(1)750 L (2)1.83 kJ |
解析
(1)先求出90 g氘化锂中含氘的质量,根据其摩尔质量之间的关系有:90 g× 2/8 ="22.5" g,需处理海水:22.5 g÷0.03 g·L-1="750" L。 (2)每个D2O中含两个D—O键,根据方程式:2D2O====2D2↑+O2↑,每电解2 mol重水需吸收的总能量为:4 mol×463 kJ·mol-1-2 mol×436 kJ·mol-1-1 mol×493 kJ·mol-1 ="487" kJ,即电解生成2 mol氘气即8 g氘,需487 kJ能量。所以每电解制得0.03 g氘吸收能量为:487 kJ×0.03 g/8 g="1.83" kJ。 |
举一反三
(2分)下列过程,吸收热量的是_____________。 ①Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵混合搅拌 ②盐酸和氢氧化钠溶液混合 ③铝片放入稀硫酸中 ④断开1 mol H—H键 |
下列说法正确的是( )A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 | B.放热的反应在常温下一定很容易发生 | C.放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定 | D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量,放热反应自始至终不需要外界能量 |
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有专家指出,如果利用太阳能使燃烧产物如CO2、H2O、N2等重新组合,使之能够实现循环利用,那么,不仅可以消除对大气的污染,还可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环图中太阳能最后转化为( )
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在约100 ℃的温度下,NaCl稀溶液中[H+]为1×10-6 mol·L-1。下列说法中正确的是( )A.该NaCl溶液显酸性 | B.该NaCl溶液显中性 | C.该NaCl溶液中KW=1×10-14 mol2·L-2 | D.该NaCl溶液中KW=1×10-12 mol2·L-2 |
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用惰性电极电解pH=6的CuSO4溶液500 mL,当电极上有16 mg铜析出时,溶液的pH约为(设电解前后溶液体积变化可忽略,阴极上无H2析出)( ) |
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