Question

【题目】（1）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。

利用反应A可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O

已知：ⅰ．此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。

ⅱ．

①写出此条件下，反应A的热化学方程式 。

②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为 kJ。

（2）氢气用于工业合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol-1。

①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，正逆反应速率与时间的关系如下图所示，其中t4 ﹑t5 ﹑t7时刻对应的实验条件改变分别是t4 ；t5 ；t7 。

②温度为T℃时，将2nmolH2和nmolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50﹪，此时放出热量46.1 kJ。则n= 。

（3）科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。

①写出铜电极表面的电极反应式 。

②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量 （选填“氢氧化钠”或“硫酸”）。

（4）传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3，制得肼(N2H4)的稀溶液。该反应的离子方程式是 。

Answer 1

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

（2）①t4加入催化剂；t5减小NH3浓度；t7降温；②1

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

【解析】

试题分析：（1）①依据反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，反应的热化学方程式为：4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol；

②设H—O键的键能为x，H—Cl键的键能为y，则有－115.6＝－2×243－4x＋4y＋498，化简得x－y＝31.9，即断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为31.9kJ。

（2）①t4时刻正逆反应速率均增大，但平衡不移动，由于正反应是体积减小的可逆反应，所以改变的条件只能是加入催化剂；t5时刻正反应速率不变，逆反应速率减小，平衡向正反应方向进行，所以改变的条件是减小NH3浓度；t7时刻正逆反应速率均减小，平衡向正反应方向进行，所以改变的条件是降低温度；

②根据热化学方程式可知参加反应的氮气的物质的量是46.1 kJ÷92.2 kJ·mol-1＝0.5mol，由于氮气的转化率是50%，则n×0.5＝0.5mol，所以n＝1；

（3）①根据示意图可知铜电极表面产生甲烷，这说明CO2得到电子结合氢离子转化为甲烷，同时还有水生成，因此电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O。

②由于正极需要消耗氢离子，所以为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硫酸。

（4）NaClO氧化NH3，氧化产物是肼(N2H4)，还原产物是氯化钠，根据原子守恒可知还有水生成，因此该反应的离子方程式是ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O。