Question

【題目】（1）用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。

利用反應A可實現氯的循環利用。反應A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O

已知：ⅰ．此條件下反應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A的熱化學方程式 。

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反應達到平衡后，改變某一外界條件，正逆反應速率與時間的關系如下圖所示，其中t4 ﹑t5 ﹑t7時刻對應的實驗條件改變分別是t4 ；t5 ；t7 。

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

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

①寫出銅電極表面的電極反應式 。

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

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

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依據反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應的熱化學方程式為：4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol；

②設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時刻正逆反應速率均增大，但平衡不移動，由于正反應是體積減小的可逆反應，所以改變的條件只能是加入催化劑；t5時刻正反應速率不變，逆反應速率減小，平衡向正反應方向進行，所以改變的條件是減小NH3濃度；t7時刻正逆反應速率均減小，平衡向正反應方向進行，所以改變的條件是降低溫度；

②根據熱化學方程式可知參加反應的氮氣的物質的量是46.1 kJ÷92.2 kJ·mol-1＝0.5mol，由于氮氣的轉化率是50%，則n×0.5＝0.5mol，所以n＝1；

（3）①根據示意圖可知銅電極表面產生甲烷，這說明CO2得到電子結合氫離子轉化為甲烷，同時還有水生成，因此電極反應式為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的工作效率，可向裝置中加入少量硫酸。

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