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.反应A中,4 mol HCl被

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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+O₂

2Cl₂+2H₂O
已知:Ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
Ⅱ.

判断下列说法正确的是（）

A．反应A的ΔH>-115.6 kJ/mol

B．断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为32 kJ

C．H₂O中H—O键比HCl中H—Cl键弱

D．由Ⅱ中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强

答案

解析

可逆反应的热化学方程式表示的是完全反应时的反应热,故A中的ΔH="-115.6" kJ/mol,错误;设断开1 mol H—O 键与断开1 mol H—Cl键所需能量分别为x kJ、y kJ,则(4y+498)-(4x+243×2)=-115.6,x-y≈32,故B正确,C错误;由断键所需的能量不能比较元素的非金属性强弱,D错误。

举一反三

（1）如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。
写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。

(2)已知:Ti(s)+2Cl₂(g)

TiCl₄(l)ΔH="-804.2" kJ/mol
2Na(s)+Cl₂(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
则TiCl₄(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ/mol。
(3)已知:
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H₂O(g)=H₂O(l) ΔH="-c" kJ/mol则:2CO(g)+O₂(g)

2CO₂(g)的ΔH= kJ/mol。
(4)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。

在图中,曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。

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(1)新的《环境空气质量标准》(GB 3095

2012)将于2016年1月1日在我国全面实施。据此,环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO₂、NO₂、CO、O₃、PM₁₀、PM_2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因                                。
②汽车排气管内安装的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知:
N₂(g)+O₂(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O₂(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
则反应2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)的ΔH=   kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH₃和CH₄等气体除去烟气中的氮氧化物。已知:CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH₁="a" kJ/mol;欲计算反应CH₄(g)+4NO(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)+2N₂(g)的焓变ΔH₂则还需要查询某反应的焓变ΔH₃,当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时,ΔH₃="b" kJ/mol,该反应的热化学方程式是                 ,据此计算出ΔH₂=   kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工业上吸收SO₂的三种方法。

方法Ⅰ	用氨水将SO₂转化(NH₄)₂SO₃,再氧化成(NH₄)₂SO₄
方法Ⅱ	用生物质热解气(主要成分CO、CH₄、H₂)将SO₂在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ	用Na₂SO₃溶液吸收SO₂,再经电解转化为H₂SO₄

方法Ⅱ主要发生了下列反应:
2CO(g)+SO₂(g)=S(g)+2CO₂(g) ΔH="+8.0" kJ/mol
2H₂(g)+SO₂(g)=S(g)+2H₂O(g)ΔH="+90.4" kJ/mol
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH="-566.0" kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH="-483.6" kJ/mol
则S(g)与O₂(g)反应生成SO₂(g)的热化学方程式可表示为。
(4)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为。

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Ⅰ.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N₂是燃煤烟气的一种脱硝(除NO_x)技术。其脱硝机理如图所示。写出该脱硝过程中乙烯和NO₂反应的化学方程式。

Ⅱ.(1)如图是1 mol NO₂(g)和1 mol CO(g)反应生成CO₂和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E₁的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g)ΔH="+49.0" kJ·mol^-1;
②CH₃OH(g)+

O₂(g)=CO₂(g)+2H₂(g)ΔH="-192.9" kJ·mol^-1。
又知③H₂O(g)=H₂O(l) ΔH="-44" kJ·mol^-1。
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为。
写出甲醇质子交换膜燃料电池在酸性条件下的负极反应式: 。

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(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:CH₄ (g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g) ΔH="+206.0" kJ·mol^-1
Ⅱ:CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol^-1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co²⁺氧化成Co³⁺,然后以Co³⁺作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用如图装置实现上述过程:

①写出阳极电极反应式:                       。
②写出除去甲醇的离子方程式:                   。
(3)写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的负极反应式:               。
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:

①电源的负极为   (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为                        。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将      ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为       g (忽略气体的溶解)。

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为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。

请填写下列空白。
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________
已知氯化炉中氯气和焦炭的理论用料物质的量之比为7∶6，则氯化炉中还原剂的化学式是___________________________。
(2)已知：①Mg(s)＋Cl₂(g)=MgCl₂(s)ΔH＝－641 kJ/mol
②2Mg(s)＋TiCl₄(s)= 2MgCl(s)＋Ti(s)ΔH＝－512 kJ/mol
则Ti(s)＋2Cl₂(g)=TiCl₄(s)　ΔH＝________。
(3)氩气通入还原炉中并不参与反应，通入氩气的作用是___________________________
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－=2CO₃²^—＋6H₂O，该电池中正极上的电极反应式为_________________________________________。
工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。

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