Question

（2012?南京模擬）“氫能”將是未來最理想的新能源．
（1）實(shí)驗(yàn)測得，1g H₂（g）燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為

H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol

．
（2）某化學(xué)家根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想，設(shè)計(jì)了如下制備H₂的反應(yīng)步驟
①CaBr₂+H₂O

750℃  .

CaO+2HBr             ②2HBr+Hg

100℃  .

HgBr₂+H₂
③HgBr₂+

CaO

250℃  .

HgO

+

CaBr₂

       ④2HgO

500℃  .

2Hg+O₂↑
請你根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想完成上述步驟③的化學(xué)方程式

HgBr₂+CaO

250℃  .

HgO+CaBr₂

．
根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想評估該方法制H₂的主要缺點(diǎn)

循環(huán)過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，產(chǎn)生污染

．
（3）氫氣通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得．其中：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，在850℃時(shí)，K=1．
①若升高溫度到950℃時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)K

小于

1（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②850℃時(shí)，若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入 1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂ 和x mol H₂，若要使上述反應(yīng)開始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是

0≤x＜3

．
（4）工業(yè)生產(chǎn)中，常用氫氧化鈉溶液吸收排放廢氣中的二氧化硫，并將吸收產(chǎn)物電解，可以產(chǎn)生氫氣、
硫酸等物質(zhì)，裝置如圖1所示．該電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為

HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺

．

（5）一氧化碳、氮氧化物和碳?xì)浠�合物是汽車尾氣的主要成分．已知空燃比（空氣、燃料體積之比）與尾氣中各成分排放量關(guān)系如圖2所示．B物質(zhì)的名稱是

氮氧化物

．

Answer 1

分析：（1）燃燒熱的熱化學(xué)方程式中可燃物物質(zhì)的量為1moL，生成穩(wěn)定的氧化物，水的狀態(tài)為液態(tài)；
（2）根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)分析；
（3）根據(jù)等效平衡及其移動(dòng)分析；
（4）由圖知：HSO₃^-在電解池的陽極放電；
（5）根據(jù)空燃比、反應(yīng)特點(diǎn)分析．

解答：解：（1）1克氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ熱量，1moL放出的熱量為285.8kJ，燃燒熱的熱化學(xué)方程式中可燃物物質(zhì)的量為1moL，生成穩(wěn)定的氧化物，水的狀態(tài)為液態(tài)．故答案為：H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol．
（2）根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)，可知最終反應(yīng)為：2H₂O═2H₂↑+O₂↑，根據(jù)蓋斯定律將（①+②+③）×2+④，可知反應(yīng)③為HgBr₂+CaO

250℃  .

HgO+CaBr₂；該方法中需要750℃，消耗能量高，且有重金屬污染，
故答案為：HgBr₂+CaO

250℃  .

HgO+CaBr₂；循環(huán)過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，產(chǎn)生污染；
（3）升高溫度，平衡向吸熱即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，此時(shí)平衡常數(shù)K小于1；根據(jù)等效平衡，x=3時(shí)，平衡不移動(dòng)，x＜3時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：小于；0≤x＜3；
（4）陰離子HSO₃^-在電解池的陽極放電生成SO₄^2-，故答案為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺；
（5）隨著空燃比的增大，一氧化碳、碳?xì)浠�合物因反�?yīng)生成CO₂，其含量逐漸減少，而氮氧化物反應(yīng)后任然是氮氧化物而含量逐漸增大；故答案為：氮氧化物．

點(diǎn)評：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，電極反應(yīng)的書寫，等效平衡等知識，綜合性強(qiáng)，難度較大．