Question

氘在化學、醫藥學及生物學等領域有廣泛使用，也是制造氫彈和中子彈最重要的原料，1967年6月17日我國爆炸的第一顆氫彈用的炸藥就是氘化鋰．其實海洋是一個能源庫，已知每1 L海水中大約有0.03 g氘，氘在海水中以重水(D₂O)的形式存在．

(1)1 000 g氘化鋰(⁶Li²H相對分子質量為8)的爆炸力相當于5萬噸烈性TNT炸藥．則生產90 g氘化鋰至少需處理海水多少升？

(2)從海水中提取重水可用電解法獲得氘氣(D₂)，那么將1 L海水中所含重水的氘氣全部電解出來用于制取氘時，理論上至少消耗多少電能？(已知斷開1 mol化學鍵所吸收的能量或形成1 mol化學所放出的能量稱為鍵能．又已知氧氘鍵的鍵能是463 kJ·mol^－1，氘氘鍵的鍵能是436 kJ·mol^－1，氧氧鍵的鍵能是493 kJ·mol^－1)．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)750 L　(2)1.83 kJ 　　解析：(1)先求出90 g氘化鋰中含氘的質量，根據其摩爾質量之間的關系有：90 g×2/8＝22.5 g，需處理海水：22.5 g÷0.03 g·L－1＝750 L． 　　(2)每個D2O中含兩個D－O鍵，根據方程式：2D2O2D2↑＋O2↑，每電解2 mol重水需吸收的總能量為：4 mol×463 kJ·mol－1－2 mol×436 kJ·mol－1－1 mol×493 kJ·mol－1 ＝487 kJ，即電解生成2 mol氘氣即8 g氘，需487 kJ能量．所以每電解制得0.03 g氘吸收能量為：487 kJ×0.03 g/8 g＝1.83 kJ．