Question

氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)     △H＝+206.2kJ·mol^－1

CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)        △H＝-247.4 kJ·mol^－1

2H₂S(g)＝2H₂(g)＋S₂(g)              △H＝+169.8 kJ·mol^－1

(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH₄(g)與H₂O(g)反應(yīng)生成CO₂(g)和H₂(g)的熱化學(xué)方程式為                                          。

(2)H₂S熱分解制氫時(shí)，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，其目的是                  

                                        。燃燒生成的SO₂與H₂S進(jìn)一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                 。

(3)H₂O的熱分解也可得到H₂，高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖11所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是                                            。

(4)電解尿素[CO(NH₂)₂]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見(jiàn)圖12（電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰、陽(yáng)極均為惰性電極）。電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為                          。

(5)Mg₂Cu是一種儲(chǔ)氫合金。350℃時(shí)，Mg₂Cu與H₂反應(yīng)，生成MgCu₂和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077）。Mg₂Cu與H₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為                       。

Answer 1

【解析】本題以新能源為背景涉及元素化合物性質(zhì)、熱化學(xué)方程式和電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、讀圖讀表的綜合題，是以化學(xué)知識(shí)具體運(yùn)用的典型試題。

（1）利用蓋斯定律即可得出；（2）H₂S熱分解制氫屬于吸熱反應(yīng)，需要提供能量；（3）在很高的溫度下，氫氣和氧氣會(huì)分解生成氫原子和氧原子；（4）陽(yáng)極失去電子，在堿性溶液中碳原子變成CO₃^2－。

【備考提示】高三復(fù)習(xí)一定要關(guān)注生活，適度加強(qiáng)綜合訓(xùn)練與提升。

【答案】(1)CH­­₄(g)＋2H₂O(g) ＝CO­₂(g) ＋4H₂(g)   △H＝165.0 kJ·mol^－1

(2)為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量  2H₂S＋SO₂ ＝2H₂O＋3S (或4H₂S＋2SO₂＝4H₂O＋3S­₂)

      (3)H、O（或氫原子、氧原子）

      (4)CO(NH₂)₂＋8OH^－－6e^－＝CO₃^2－＋N₂↑＋6H₂O

      (5)2Mg₂Cu＋3H₂MgCu₂＋3MgH₂