Question

（10分）合理地开发和利用资源、能源，节能减排，保护环境，是人类社会可持续发展的基础。氢气是理想的能源之一，科学家最近研制出利用太阳能产生激光、并在二氧化钛( TiO₂)表面使海水分解得到氢气的新技术。

（1）水分子分解时，断裂的化学键是H—O键，此时需要_______（填“放出”或“吸收”）能量。水分解生成氢气和氧气的反应属于__________（填“放热”或“吸热”）反应。

（2）氢气是理想的清洁燃料的原因主要有：一是其完全燃烧放出的热量是等质量汽油完成燃烧放出热量的3倍多，二是制取它的原料是水、资源不受限制，三是它______________，不会污染环境。

生物质含有葡萄糖、淀粉和纤维素等糖类，也称碳水化合物，绿色植物将二氧化碳和水变成碳水化合物的过程称为__________________。

（3）氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气。下列有关制取氢气的研究方向可行的是___________（填字母）。

a．组成水的氢、氧都是可燃的，可以研究在水不分解的情况下，使氢气成为燃料

b．寻找高效的催化剂，使水分解产生氢气，同时释放出热量

c．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

d．寻找更多的的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气

（4）汽车或某些工业生产的尾气中含有的氮氧化物NO_x（即NO和NO₂的混合物），对生态环境和人类健康带来较大的威胁。

①大量的氮氧化物排放到空气中会导致的主要环境问题有形成酸雨、________（填—项）。

②已知在催化剂和加热条件下，NO与NH₃反应的化学方程式为：6NO+4NH₃5N₂+6H₂O

某研究小组按下列过程探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能：

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞试液的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是_________________。

③工业上常用Na₂CO₃溶液吸收处理某些尾气中的NOx。己知：

NO不能直接与Na₂CO₃溶液反应；

NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂;

2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂。

则当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的取值范围是_____________。

Answer

[共10分。第(4)题的第②、③题各2分，其余每空1分]

（1）吸收 吸热

（2）燃烧的产物是水 光合作用

（3）c

（4）①光化学烟雾或破坏臭氧层

②溶液显色所需要的时间

③2>x≥1.5(或x≥1.5)

【解析】

试题分析： （1）化学反应的实质：旧键的断裂和新键的生成；旧键断裂吸收的能量，成新键释放能量，某一反应是吸热还是放热，主要决定于吸热、放热的相对大小，常见的吸热反应有：绝大数分解反应，水分解反应是吸热反应，故答案为：吸收；吸热；

（2）氢气无毒，热值高，燃烧能生成水、不污染环境，是一种最理想的燃料，绿色植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程，故答案为：燃烧的产物是水；光合作用；

（3）a．氢气、氧气是两种单质，氢气具有可燃性，可成为新能源，氧气不可以燃烧，只有助燃性．水是由氢元素和氧元素组成．元素不等同于单质，所以，构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，说法错误．水在不分解的情况下，不会产生新物质，不产生新物质，就没有氧气和氢气，水就不会成为新能源．因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为新能源．说法错误，故a错误； b．水在高温下可以分解，水分解后生成的H2可以燃烧放出热量，寻找高效催化剂，使水分解产生氢气的速率加快，但水分解同时吸收热量，故b错误； c．水可以分解生成的H2，氢气具有可燃性，燃烧放热．但分解水需高温条件，需消耗能量，寻找特殊的化学物质，可无需在高温条件下分解水，降低成本，用于开发廉价能源，故c正确； d．水不容易分解，而且利用化石燃料燃烧放热使水分解会消耗大量能源，故d错误；故选c；

（4）①大气中的碳氢化合物、氮氧化合物等为一次污染物，在太阳光中紫外线照射下能发生化学反应，衍生种种二次污染物．由一次污染物和二次污染物的混合物（气体和颗粒物）所形成的烟雾污染，称为光化学烟雾，制冷剂“氟里昂”以及氮氧化物等会使臭氧层形成空洞，故答案为：光化学烟雾或破坏臭氧层；

②溶液显色的时间不同，说明催化剂的催化效果不同，故答案为：溶液显色所需要的时间；

③根据2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，2＞x，当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，则n（NO2）≥n（NO），NO含量越大，x值越小，而n（NO2）=n（NO），x值最小，x==1.5，所以当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的取值范围是：2＞x≥1.5（或x≥1.5），故答案为：2＞x≥1.5（或x≥1.5）

考点：考查了化学键与反应热、氢能的利用、氮氧化物间的反应等相关知识。