Question

【題目】（1）用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。

利用反應(yīng)A可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O

已知：ⅰ．此條件下反應(yīng)A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的熱量。

ⅱ．

①寫出此條件下，反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式 。

②斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為 kJ。

（2）氫氣用于工業(yè)合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol-1。

①一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，一定量的N2和H2反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，正逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，其中t4 ﹑t5 ﹑t7時(shí)刻對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是t4 ；t5 ；t7 。

②溫度為T℃時(shí)，將2nmolH2和nmolN2放入0.5L密閉容器中，充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50﹪，此時(shí)放出熱量46.1 kJ。則n= 。

（3）科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。

①寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式 。

②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量 （選填“氫氧化鈉”或“硫酸”）。

（4）傳統(tǒng)制備肼的方法是以NaClO氧化NH3，制得肼(N2H4)的稀溶液。該反應(yīng)的離子方程式是 。

Answer 1

【答案】（1）①4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1②31.9

（2）①t4加入催化劑；t5減小NH3濃度；t7降溫；②1

（3）①CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O；②硫酸（4）ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O

【解析】

試題分析：（1）①依據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol；

②設(shè)H—O鍵的鍵能為x，H—Cl鍵的鍵能為y，則有－115.6＝－2×243－4x＋4y＋498，化簡得x－y＝31.9，即斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ。

（2）①t4時(shí)刻正逆反應(yīng)速率均增大，但平衡不移動(dòng)，由于正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，所以改變的條件只能是加入催化劑；t5時(shí)刻正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以改變的條件是減小NH3濃度；t7時(shí)刻正逆反應(yīng)速率均減小，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以改變的條件是降低溫度；

②根據(jù)熱化學(xué)方程式可知參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是46.1 kJ÷92.2 kJ·mol-1＝0.5mol，由于氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率是50%，則n×0.5＝0.5mol，所以n＝1；

（3）①根據(jù)示意圖可知銅電極表面產(chǎn)生甲烷，這說明CO2得到電子結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為甲烷，同時(shí)還有水生成，因此電極反應(yīng)式為CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O。

②由于正極需要消耗氫離子，所以為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量硫酸。

（4）NaClO氧化NH3，氧化產(chǎn)物是肼(N2H4)，還原產(chǎn)物是氯化鈉，根據(jù)原子守恒可知還有水生成，因此該反應(yīng)的離子方程式是ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O。