Question

夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电。设两云团之间电势差保持3×10⁹V不变，已知空气电离的电场强度（即发生放电时的电场强度）为3×10⁶V/m，云团间的电场可视为匀强电场，问：
（1）大约经过多长时间，将会发生放电现象？
（2）在这次放电中，若从一块云团移到另一云团的电量为500C，闪电历时0.01s，求释放的能量和电荷移动过程中的平均电流强度。
（3）写出在这次放电中，使空气中的氮气和氧气直接化合的化学方程式。
（4）已知1molO₂和1molN₂化合时要吸收180.7kJ能量，若上述放电发生时放出的总能量有0.1%用于这一反应，那么生成物的物质的量是多少？（12分）

Answer 1

（1）  400s; 放电（2）5×10⁴A （3）N₂+O₂ =" 2NO " （4）1.66×10⁴mol

（1）当云团相距3km时，其间电场强度
设经过t秒放电，经过t秒距离d－vt    t=400s
（2）闪电放出的能量为=500×3×10⁹ =1.5×10¹²J 平均电流=5×10⁴A 
（3）N₂+O₂ =" 2NO       "
（4）每吸收180.7kJ能生成2molNO，则生成NO的物质的量为n(NO)=1.66×10⁴mol