时间:2017-03-05 14:22:54
1、简答题 联合国气候变化大会于2009年12月7～18目在哥本哈根召开．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%．
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法最节能的是______（填字母序号）．
A．电解水制氢：2H2O
? |
? |
催化剂 |
参考答案：（1）A．电解水制氢消耗电能，故A错误；
B．高温使水分解制氢，加热高温需要能量，故B错误；
C．太阳能是取之不尽用之不竭的，太阳光催化分解水制氢最节能，故C正确；
D．天然气制氢需要消耗天然气，天然气也是一种能源，故D错误．
故选C
（2）利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，
2CO（g）+4H2（g）=2CH3OH（g）△H=-181.4 kJ?mol-1
2CH3OH（g=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5 kJ?mol-1
2CO2（g）+2H2（g）=2CO（g）+2H2O（g）△H=+82.4 kJ?mol-1
三式相加得：
2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.5 kJ?mol-1
（3）HCOONa溶液水解呈碱性，水解方程式为：HCOO-+H2O=HCOOH+OH-；化学平衡常数=生成物浓度幂的积反应物浓度幂的积，故Kh=C(HCOOH)C(OH-)C(HCOO-)；化学平衡常数只与温度有关，温度升高K值增大．
故答案为：HCOO-+H2O=HCOOH+OH-；C(HCOOH)C(OH-)C(HCOO-)，增大
（4）酸的物质的量是碱的物质的量的2倍，且酸碱都是一元的，反应后生成等物质的量的HCOOH和HCOONa；如果酸电离的程度大于盐水解的程度，溶液呈酸性；HCOOH和HCOONa和醋酸都电离生成醋酸根，且电离大于水解，不考虑水解，故该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是：C（HCOO-）＞C（Na+）＞C（H+）＞C（OH-）
故答案为：大于；C（HCOO-）＞C（Na+）＞C（H+）＞C（OH-）
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题．
I．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=akJ?mol-1
CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=bkJ?mol-1
C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=ckJ?mol-1
则反应：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的焓变△H=______kJ?mol-1．
Ⅱ．（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______（填序号）．
A．C（s）+CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）
D．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）
若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应．
负极：______，
正极：______．
（2）二氧化氯（ClO2）是一种高效安全的自来水消毒剂．ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水．实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：
已知：电解过程中发生的反应为：
NH4Cl+2HCl
参考答案：Ⅰ、①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=akJ?mol-1
②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=bkJ?mol-1
③C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=ckJ?mol-1
依据盖斯定律（③-②）×6-①×2得到4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=6（c-b）-2a kJ?mol-1
故答案为：6（c-b）-2a；
Ⅱ、（1）设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应；
A．C（s）+CO2（g）=2CO（g）是非自发进行的氧化还原反应，故A不选；
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l），反应是复分解反应，不是氧化还原反应，故B不选；
C．2H2O（l）=2H2（g）+O2（g），反应是非自发进行的氧化还原反应，故c不选；
D．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l），是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池；故D选；
D反应是甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；
负极电极反应为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
故答案为：D，CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）NH4Cl+2HCl通电..NCl3+3H2↑；假设NCl3中氮元素为+3价．
①电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
②电解时阳极上是铵根离子失去电子生成氢气，故答案为：NH4Cl（NH4+）；
③A、ClO2易溶于水，不能利用碳酸钠溶液吸收氨气，故A错误；
B、碱石灰不能吸收氨气，故B错误；
C、浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO2，故C正确；
D、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨气，故D错误；
故选：C；
④NCl3与NaClO2恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该反应的离子反应为NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑，生产过程中，每生成1mol ClO2，需消耗16mol，故答案为：16．
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有报道：在常温、常压、光照条件下，
N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3和另一种常见气体。进一步研究NH3生成量与温度的关系（其它条件均相同），部分实验数据见下表
回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式_____________________
（2）该反应的焓变△H______0（填“>”、“<”或“=”）
（3）请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
（4）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：___________________。
（5）已知：
N2(g) + 3H2(g) == 2NH3(g) △H = －92.4 kJ/mol
H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) △H = －184.6 kJ/mol?
1/2N2(g) + 2H2(g) + 1/2Cl2(g) == NH4Cl(s) △H = －313.6 kJ/mol
① 计算NH3(g) + HCl(g) == NH4Cl(s)的反应焓变：△H =______________
② 室温下NH3就和HCl能发生化合反应生成NH4Cl；而在加热的条件下，NH4Cl则能分解为NH3和HCl。请用所学的化学原理解释这一现象：____________________________
参考答案：（1）2N2 + 6H2O == 4NH3 + 3O2
（2）> （3）“略”
（4）升高温度，增大反应物N2的浓度（并不断移出生成物脱离反应体系）
（5）① -175.1 kJ/mol；② NH3(g) + HCl(g) == NH4Cl(s)是一个焓减、熵减的反应，在低温下自发，在高温（加热条件）下不自发。而其逆反应NH4Cl的分解则在高温下自发
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 “神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章．
（1）火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温．为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是______．
A．在高温下不融化?B．在常温下就分解气化?C．在高温下可汽化或者分解D．该涂料不可能发生分解
（2）火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，工业上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨（N2H4）等．已知：
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ?mol-1
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ?mol-1
NO2（g）?
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参考答案：（1）涂料起散热作用，因为物质汽化或者分解时从周围吸收热量，从而起到降温作用，故该物质在高温下应该具有汽化或者分解的性质；
故选C；
（2）已知：①、N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ?mol-1
②、N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ?mol-1
③、NO2（g）?12N2O4（g）△H=-26.35kJ?mol-1
根据盖斯定律，②×2-①-③×2得2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g） 故△H=2×（-534.0kJ?mol-1）-67.7kJ?mol-1-2×（-26.35kJ?mol-1）=-1073.2kJ?mol-1，
故热化学方程式为2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1073.2kJ?mol-1；
故答案为：2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1073.2kJ?mol-1；
（3）原电池正极反应还原反应，氧气在正极放电，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O，电池总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式：N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是 
[? ]
A．A→F，ΔH＝－ΔH6
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1
C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|
D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般