题目内容
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
NCl3+3H2↑；假设NCl3中氮元素为+3价．
①写出电解时阴极的电极反应式______．
②在阳极上放电的物质（或离子）是______．
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是______（填序号）
A．生石灰B．碱石灰C．浓H2SO4D．水
④在生产过程中，每生成1molClO2，需消耗______molNCl3．
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
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①写出电解时阴极的电极反应式______．
②在阳极上放电的物质（或离子）是______．
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是______（填序号）
A．生石灰B．碱石灰C．浓H2SO4D．水
④在生产过程中，每生成1molClO2，需消耗______molNCl3．
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
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
mol，故答案为：
．
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
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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
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