【化学选修2：化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe2O4的制备：
已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如右表所示。
| |
开始沉淀 |
完全沉淀 |
| Fe3+ |
2.7 |
4.2 |
| Mn2+ |
8.3 |
10.4 |
(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比应为 。
(2)控制pH的操作中m的值为 。
II、用MnFe2O4热化学循环制取氢气：
(3)由上可知，H2燃烧的热化学方程式是 。
(4)该热化学循环制取氢气的优点是 
(填字母编号)。
A．过程简单、无污染 
B．物料可循环使用
C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离
III、工业上可用H2、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。
反应①
反应②：
（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H2的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是 。
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
| 温度（℃） |
360 |
440 |
520 |
| K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
（1）①写出工业合成氨的化学方程式。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)
CO(g) + 3H2(g) 获取，已知该反应中，当初始混合气中的 
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1P2（填“>”、“=”或“<”）。
②该反应为反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为，该反应平衡常数的表达式为。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是（填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2) =" 1" : 1 : 1 : 1
亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是制取亚氯酸钠的工艺流程：
已知：①ClO2气体只能保持在浓度较低状态下以防止爆炸性分解，且需现合成现用。
②ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。
（1）在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后，生成氢气和NaClO3，请写出阳极的电极反应方程式。
（2）反应生成ClO2气体需要X酸酸化，X酸可以为。
A．盐酸B．稀硫酸C．HI溶液
（3）吸收塔内的温度不能过高的原因为。
（4）ClO2被S2－还原为ClO2－、Cl-转化率与pH关系如图。
写出pH≤2时ClO2与S2－反应的离子方程式：。
有机物A、B、C、D、E、F、G、H相互转化关系如下图所示。5．2 g F能与100 mL 1 mol/L NaOH溶液恰好完全中和，0．1 mol F还能与足量NaHCO3反应，在标准状况下放出4．48 L CO2。D的分子式为C3H3O2Na，E的分子中含有羧基。
（1）写出物质C中的官能团的名称：；
（2）写出物质F、H的结构简式；
F、H；
（3）写出反应①、④的化学反应类型：①、④；
（4）写出变化①的化学方程式
（5）写出相对分子质量比B大14，且与B具有相同官能团的物质的结构简式（仅写一种）。
。
如下图是一个乙醇燃料电池工作示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（1）M电极材料是， N的电极反应式为，加入乙醇的铂电极的电极反应式为。
（2）若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出约为30kJ热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为。
（3）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO3和Cu(NO3)2的混合液一段时间后，在两极上均生成11．2L(标准状况)气体。则M极产生的气体是H2，原混合液中Cu2+的物质的量浓度是mol/L。
（1）P4（s，白磷）+5O2(g)=2P2O5（s）△H=-2983．2kJ/mol
P（s，红磷）+5/4O2(g)=1/4P4O10（s）△H=-738．5kJ/mol
则相同的状况下，能量较低的是______；白磷的稳定性比红磷______（填“高”或“低”）。
（2）CH3—CH3 （g）→ CH2＝CH2(g)＋H2（g）；有关化学键的键能如下。
化学键 C－H C＝C C－C H－H
键能（kJ/mol） 414 615 347 435
试计算该反应的反应热为__________．