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（15分）氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：
（1）氨氣可由N₂和H₂反應(yīng)制取，N₂（g）+3H₂ （g）  2NH₃（g）反應(yīng)過程的能量變化如圖所示：

已知：1molN₂分子中的化學鍵斷裂時需要吸收942kJ的能量；1molH₂分子中的化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；形成1mol N—H鍵時釋放390.8kJ的能量。
①圖中A、C分別表示            、                ，E的大小對該反應(yīng)   的反應(yīng)熱有無影響？         。
該反應(yīng)需要用鐵觸媒作催化劑，加鐵觸媒會使圖中B點升高還是降低？     理由                                                  。
②圖中△H=         kJ·mol^-1。
③如果反應(yīng)速率ν（H₂）為0.15mol· L^-1·min^-1,則ν（N₂）=     mol· L^-1·min^-1　ν（NH₃）=
        mol·L^-1 ·min^-1。
（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣。
已知：N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l） △H= -19.5kJ·mol^-1      
N₂H₄（l）+O₂（g）= N₂（g）+2H₂O（g）△H= -534.2kJ·mol^-1
請寫出肼和 N₂O₄反應(yīng)的熱化學反應(yīng)方程式                               。

(8分)1918年，Lewis提出反應(yīng)速率的碰撞理論：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng)，只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學反應(yīng)。能引發(fā)化學反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞。

(1)圖I是HI分解反應(yīng)中HI分子之間的幾種碰撞示意圖，其中屬于有效碰撞的是
            （選填“A”、“B”或“C”）；
(2)20世紀30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎(chǔ)上提出化學反應(yīng)的過渡態(tài)理論：化學反應(yīng)并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個高能量的過渡態(tài)。圖Ⅱ是NO₂和CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學方程式：                                      ；
(3)過渡態(tài)理論認為，催化劑改變反應(yīng)速率的原因是改變了反應(yīng)的途徑，對大多數(shù)反應(yīng)而言主要是通過改變過渡態(tài)而導(dǎo)致有效碰撞所需要的能量發(fā)生變化。請在圖Ⅱ中作出NO₂和CO反應(yīng)時使用催化劑而使反應(yīng)速率加快的能量變化示意圖；
(4)進一步研究表明，化學反應(yīng)的能量變化(ΔH)與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。鍵能可以簡單的理解為斷開1 mol 化學鍵時所需吸收的能量。下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

（10分）“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程，這里的氣體是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H₂，兩者的體積比約為1:1。已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO₂氣體放出283kJ熱量，1molH₂完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量；1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。
（1）寫出H₂完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學反應(yīng)方程式：_________________________，若1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和水蒸氣，放出的熱量________890kJ（填“＞”、“＝”或“＜”）
（2）忽略水煤氣中其它成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為________；燃燒生成的CO₂的質(zhì)量比約為________________。
（3）以上數(shù)據(jù)和計算說明，以天然氣代替水煤氣作民用燃料，突出的優(yōu)點是________________。

(11分)已知短周期元素X、W、Z、Y核電荷數(shù)依次增大。X為原子半徑最小的元素，W的最外層電子數(shù)是次外層的二倍，Y的最外層電子數(shù)為電子層數(shù)的三倍。
(1)寫出Z單質(zhì)的電子式_______________________
(2)由X、W、Z三種元素可組成火箭燃料甲，三種元素質(zhì)量比為2∶6∶7，甲蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的30倍，甲分子式________。Z、Y可形成多種化合物，其中化合物乙Z₂Y₄可做為火箭燃料燃燒時的供氧劑。雖然化合物甲與乙都有毒，但燃燒產(chǎn)物卻無毒。寫出化合物甲與乙反應(yīng)的化學方程式：                     ________________________
該反應(yīng)生成物能量總和　　　　（填“大于”、“小于”或“等于”）反應(yīng)物能量總和。
(3)X、Y兩種元素的單質(zhì)已被應(yīng)用于字宙飛船的燃料電池中，如圖所示，兩個電極均由多孔性碳構(gòu)成，通入的兩種單質(zhì)由孔隙逸出并在電極表面放電。

①b是電池的_____________極，a電極上的電極反應(yīng)式是_________________________，消耗n molY單質(zhì)時電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)約為_______________。
②如果燃料電池中，a電極上改為通入X與W兩種元素形成 的化合物丙(其它條件不變)寫出b電極上的電極反應(yīng)式是_________________________________。
③如果只把燃料電池電解質(zhì)改為摻入了三氧化二釔的ZrO₂晶體，它在高溫下傳導(dǎo)O^2－(其它條件不變)，電池工作時，固體電解質(zhì)里的O^2－向____________極(填a或b)移動，正極反應(yīng)式為________________________。

（16分）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在下圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達到減少碳排放的目的。

請回答下列問題：
（1）煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問題有          。（填寫字母編號）

（6分）（1）在一定條件下N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃，請回答：
①若反應(yīng)物的總能量為E₁，生成物的總能量為E₂，且E₁ >E₂，則該反應(yīng)為     （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
②已知拆開1mol H－H鍵，1molN－H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N₂與H₂反應(yīng)生成NH₃的熱化學方程式為________________________________。
（2）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應(yīng)的焓變進行推算。
已知：C(s，石墨)＋O₂(g)＝CO₂(g)        △H₁＝Q₁kJ·mol^－1
2CO₂(g)＋H₂ (g)＝C₂H₂(g)＋2O₂(g)  △H₂＝Q₂kJ·mol^－1。根據(jù)蓋斯定律，計算此時由C(s，石墨)和H₂(g)生成1mol C₂H₂(g)反應(yīng)的焓變?yōu)?u>     kJ·mol^－1（用含有Q₁和Q₂的式子表示）。

（17分）20世紀30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎(chǔ)上提出化學反應(yīng)的過渡態(tài)理論：化學反應(yīng)并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個高能量過渡態(tài)。分析圖中信息，回答下列問題：
（1）圖一是NO₂和CO反應(yīng)生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應(yīng)的熱化學方程式：                                                        。在反應(yīng)體系中加入催化劑，E₁和E₂的變化是：E₁_________，E₂________（填“增大”、“減小”或“不變”），對反應(yīng)熱是否有影響?_______________，原因是_________     。
（2）圖二是紅磷P(s)和Cl₂(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl₃(g)和PCl₅(g)的反應(yīng)過程與能量關(guān)系圖(圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。根據(jù)圖二回答下列問題：
① P(s)和Cl₂(g)反應(yīng)生成PCl₃(g)的熱化學方程式                                。
② P(s)和Cl₂(g)分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅(g)的△H₁與P(s)和Cl₂(g)一步反應(yīng)生成1molPCl₅(g)的△H₂關(guān)系是：△H₂______△H₁(填“大于”、“小于”或“等于”)，原因是      。

（8分）指出下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。
①燃燒木炭取暖         ；  ②煅燒石灰石制生石灰         ；
③Ba(OH)₂·8H₂O晶體與氯化銨晶體反應(yīng)         ； ④鋁與稀鹽酸反應(yīng)         ；
⑤食物因氧化而腐敗         ； ⑥生石灰與水作用制熟石灰         ；
⑦灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng)         ； ⑧酸堿中和反應(yīng)         。

(6分)按要求回答下列問題：
(1)實驗測得，5g甲醇(CH₃OH)在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113．5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式
                                                        
(2)已知稀溶液中，1 mol H₂SO₄與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)生成正鹽時，放出114.6 kJ熱量，寫出表示H₂SO₄與NaOH反應(yīng)的熱化學方程式
_____________                                               。
(3)已知下列反應(yīng)的焓變：
①CH₃COOH(l)+2O₂(g)=2CO₂(g)+2H₂O(l) △H₁=-870.3kJ/mol
②C(s)+O₂(g) =CO₂(g) △H₂=-393.5kJ/mol  
③2 H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(l) △H₃=-285.8kJ/mol
試計算反應(yīng)2C(s)+2H₂(g)+O₂(g) =CH₃COOH(l)的焓變ΔH=                   

(5分)能源是現(xiàn)代文明的原動力，通過化學方法可以使能量按人們所期望的形式轉(zhuǎn)化，從而開辟新能源和提高能源的利用率。
(1))氫氣在燃燒時，放出大量熱量，說明該反應(yīng)是　　　　熱反應(yīng)，這是由于反應(yīng)物的總能量　　　　生成物的總能量（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；從化學反應(yīng)的本質(zhì)角度來看，由于斷裂反應(yīng)物中的化學鍵吸收的總能量　　　　形成產(chǎn)物的化學鍵放出的總能量
(2)氫氣被公認為是21世紀代替礦物燃料的理想能源，5.2g氫氣燃燒時放出286kJ熱量，而每千克汽油燃燒時放出的熱量為46000kJ。試據(jù)此分析氫氣作為能源代替汽油的優(yōu)勢
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