科学家发现用二氧化钛（TiO2）作催化剂可以使水在光照条件下分解制得廉价的氢气，这使氢能源...

科学家发现用二氧化钛（TiO2）作催化剂可以使水在光照条件下分解制得廉价的氢气，这使氢能源的研究和应用更向前迈进了一步。下列说法正确的是　　 （　　 ）

A、使用二氧化钛作催化剂使水快速分解的同时放出大量热

B、催化剂的作用是降低反应所需要达到的活化能来增大反应的速率

C、该反应的原理是：2H2O2H2+ O2

D、每产生氢气44.8L，转移电子数目为4NA

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科学家发现用二氧化钛（TiO2）作催化剂可以使水在光照条件下分解制得廉价的氢气，这使氢能源的研究和应用更向前迈进了一步。下列说法正确的是

A、使用二氧化钛作催化剂使水快速分解的同时放出大量热

B、催化剂的作用是降低反应所需要达到的活化能来增大反应的速率

C、该反应的原理是：2H2O2H2　 + O2

D、每产生氢气44.8L，转移电子数目为4NA

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氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O==2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：

(1)分解海水时，实现了从_____能转变为_____能，二氧化钛作____。生成的氢气用于燃料电池时，实现____能转变为____能。水分解时，断裂的化学键为_______键，分解海水的反应属于______反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B极：O2＋4e－===2O2－.则A极是电池的___________极；电子从该极_______(填“流入”或“流出”)。

(3)有人以化学反应：2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。则原电池的负极材料是________，表示正极的电极反应为__________。

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（8分）科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：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。进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N₂压力1.0×10⁵Pa、反应时间3h）：

相应的热化学方程式如下：

N₂（g）+3H₂O（l）====2NH₃（g）+O₂（g）  ΔH=+765.2kJ·mol^-1

回答下列问题：

（1）右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图，请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。

（2）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：________。

（3）工业合成氨的反应为N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN₂（g）和1.60molH₂（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数（NH₂的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为。计算

①该条件下N₂的平衡转化率是________；

②该条件下反应2NH₃（g）N₂（g）+3H₂（g）的平衡常数为________。

③若温度不变，减小容器体积，则平衡向_{---------------------------}移动，c(NH₃)将_{--------------------}

c(N₂)将_{----------------------} （填增大、减小或不变）

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（11 分）科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：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，反应的化学方程式如下：N₂(g)+ 3H₂O(l)  2NH₃(g)+ O₂(g)。回答下列问题：

（1）进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N₂压力1.0×10⁵ Pa、反应时间3 h），则该反应的正反应为________反应（填“吸热”或“放热”）

（2）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：　　。

（3）合成氨工业中原料气N₂可从空气中分离得到，H₂可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)。部分物质的燃烧热数

据如下：

H₂(g) ：△H =－285.8 kJ・mol^－1；

CO(g) ： △H =－283.0 kJ・mol^－1；

CH₄(g) ：△H =－890.3 kJ・mol^－1 。

已知1mol H₂O(g)转变为1mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和H₂O在高温下反应的热化学方程式__________________________________。

（4）有人设想寻求适合的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl——NH₄Cl为电解质溶液制成新型燃料电池，请写出该电极的正极反应式________

（5）生成的NH₃可用于制铵态氮肥，如(NH₄)₂SO₄、NH₄Cl，这些肥料显________性，原因是（用离子方程式表示）___________________________，使用时避免与________________物质合施。

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氢能是一种应用前景非常广阔的新能源，但目前仍处于研究、试验阶段，还未能进入实用阶段，其主要原因是

①氢气燃烧对环境影响的评价尚无定论②氢气的制取耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟③氢气贮存、运输等安全技术尚未完全解决④氢气燃烧的放热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳

A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

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（9分）（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生下列反应：

N₂（g） + 3H₂O（1）  2NH₃（g） + O₂（g）  ；△H = a kJ·mol^—1

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

①此合成反应的a________0；ΔS________0，（填“＞”、“＜”或“＝”）

②已知：N₂（g） + 3H₂（g）2NH₃（g）  ΔH= －92．4kJ·mol^—1

2H₂（g） + O₂（g） 2H₂O（l）    ΔH = －571．6kJ·mol^—1

则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为：________

（2）①已知：0.5mol液态肼（N₂H₄）与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量，写出该反应的热化学方程式

②又已知H₂O(g)=H₂O(l)  △H=-44kJ•mol^-1。则32g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是 kJ

③此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大优点是

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氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道：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。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分平衡时实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间1 h)：

相应的化学方程式：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)　 ΔH＝a kJ·mol－1

回答下列问题：

（1）此合成反应的a________0；(填“＞”、“＜”或“＝”)

（2）从323 K到353 K，氨气的生成量减少的可能原因是_______________________________；（3）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议__________________________________________________。

（4）工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线X对应的温度是________。

②a、b、c三点中H2的转化率最小的是_______点、转化率最大的是________点。

③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为__________________。

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（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、光照条件下，N2在催化剂(掺有少最Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：N2(g)+3H2O(g)2NH3(g)+3/2O2(g)　 △H =aJ/mol,进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

此合成反应的a________0；△s _________0(填“>”、“<”或“=” )

（2）己知：常温下，0.1mol/L的某酸H2A的pH=4，则该酸为________酸(填“强”或“弱”)。H2A的电离方程式为______________，该滚液中由水电离出的c(H+)=______________。

（3）25℃时，0.1mol/L的HA溶液中。0.010.1mol/L的BOH溶液pH=12,请回答下列问题：

①HA是__________(填”强电解质”或“弱电解质”,下同)。

②在加水稀释HA的过程中，随着水量的增加而减小的是__________(填字母)。

③在体积相等、pH相等的HA溶液与盐酸溶液中加入足量Zn，HA溶液中产生的气体比盐酸中产生的气体__________(填“多”“ 少”或“ 相等”)。

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