Question

17．人類研究氫能源從未間斷過，而熱化學(xué)循環(huán)分解水制 H₂是在水反應(yīng)體系中加入一種中間物，經(jīng)歷不同的反應(yīng)階段，最終將水分解為H2 和 O₂，這是一種節(jié)約能源、節(jié)省反應(yīng)物料的技術(shù)，圖1是熱化學(xué)循環(huán)制氫氣的流程：
（1）實(shí)驗(yàn)測得，1g H₂燃燒生成液態(tài)水放出 142.9kJ 的熱量，則表示氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol．
（2）整個(gè)流程參與循環(huán)的物質(zhì)是SO₂和I₂（填化學(xué)式），最難進(jìn)行的反應(yīng)是②（填序號(hào)）．
（3）汞雖然有毒，但用途廣泛．用汞和溴化鈣作催化劑，可以在較低溫度下經(jīng)過下列反應(yīng)使水分解制氫氣和氧氣：
①CaBr₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2HBr↑；
②…
③HgBr₂+Ca（OH）₂═CaBr₂+HgO+H₂O；
④2HgO═2Hg+O₂↑．
反應(yīng)②的化學(xué)方程式為Hg+2HBr═HgBr₂+H₂↑．
（4）合成氨用的H₂可以甲烷為原料制得．有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖2所示，則CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱成正比，依據(jù)熱化學(xué)發(fā)生的書寫方法寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)，對(duì)應(yīng)量下的焓變；
（2）根據(jù)流程中的轉(zhuǎn)化來確定能循環(huán)使用的物質(zhì)；反應(yīng)①為：二氧化硫和碘單質(zhì)和水反應(yīng)，反應(yīng)②為：硫酸分解生成二氧化硫、水、氧氣，反應(yīng)③為：碘化氫分解；最難進(jìn)行的反應(yīng)是②；
（3）根據(jù)反應(yīng)③知反應(yīng)②有HgBr₂生成，根據(jù)HgBr₂知反應(yīng)①的產(chǎn)物HBr參與反應(yīng)②，據(jù)此書寫；
（4）三個(gè)圖可寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）═CO₂（g）△H=-282 kJ•mo^-1 ①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mo^-1②
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3 kJ•mo^-1③．根據(jù)蓋斯定律：用“③-（①+②×3）”物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱成正比即可求出CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的反應(yīng)熱，依據(jù)熱化學(xué)發(fā)生的書寫方法寫出．

解答 解：（1）1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9KJ熱量，則2g氫氣即1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出285.8KJ的熱量，則表示氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol；
（2）反應(yīng)①為：二氧化硫和碘單質(zhì)和水反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，反應(yīng)②為：硫酸分解生成二氧化硫、水、氧氣：2H₂SO₄=2SO₂↑+O₂↑+2H₂O，反應(yīng)③為：碘化氫分解2HI?H₂+I₂，整個(gè)流程參與循環(huán)的物質(zhì)是SO₂、I₂，最難進(jìn)行的反應(yīng)是②，
故答案為：SO₂、I₂；②；
（3）根據(jù)反應(yīng)③知反應(yīng)②有HgBr₂生成，根據(jù)HgBr₂知反應(yīng)①的產(chǎn)物HBr參與反應(yīng)②，所以反應(yīng)②為：Hg+2HBr═HgBr₂+H₂↑，
故答案為：Hg+2HBr═HgBr₂+H₂↑；
（4）由三個(gè)圖可寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）═CO₂（g）△H=-282 kJ•mo^-1 ①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H₂O（g）△H=-241.8 kJ•mo^-1②
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3 kJ•mo^-1③，由蓋斯定律：用“③-（①+②×3）”得所求反應(yīng)的△H=+161.1 kJ•mo^-1，則CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、熱化學(xué)循環(huán)分解水制 H₂等知識(shí)，讀懂流程圖是解答（2）的關(guān)鍵，題目側(cè)重考查了化學(xué)用語中熱化學(xué)方程式的書寫，題目難度中等．