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=+247.4kJ?mol^-1
2H₂S（g）=2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ?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)系如圖所示．圖中A、B表示的物質(zhì)依次是

 

 

．
（4）氫氣作為能源的優(yōu)點(diǎn)有

 

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（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

 

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Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,清潔能源

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，利用已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，據(jù)此書寫；
（2）使部分H₂S燃燒放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；SO₂與H₂S進(jìn)一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，二者反應(yīng)生成S與H₂O；
（3）由圖可知，水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結(jié)合生成氫氣，氧原子結(jié)合生成氧氣，由水的分子式可知?dú)湓�子物質(zhì)的量是氧原子2倍，據(jù)此判斷；
（4）等質(zhì)量時(shí)，氫氣燃燒放熱多，且綠色環(huán)保；
（5）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a，則

x

a+x

=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂．

解答： 解：（1）已知：①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂ （g）△H=-206.2kJ?mol^-1
②CH₄（g）+CO₂ （g）═2CO（g）+2H₂ （g）△H=-247.4kJ?mol^-1
由蓋斯定律，①×2-②得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ?mol^-1；
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量，SO₂與H₂S進(jìn)一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，二者反應(yīng)生成S與H₂O，
反應(yīng)方程式為2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，
故答案為：為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S；
（3）由圖可知，水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結(jié)合生成氫氣，氧原子結(jié)合生成氧氣，由水的分子式可知?dú)湓�子物質(zhì)的量是氧原子2倍，故A為氫原子、B為氧原子，故答案為：氫原子；氧原子；
（4）等質(zhì)量時(shí)，氫氣燃燒放熱多，且燃燒生成水，無(wú)污染，故答案為：等質(zhì)量時(shí)，氫氣燃燒放熱多，且燃燒生成水，無(wú)污染；
（5）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a，則

x

a+x

=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂，故反應(yīng)方程式為2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂，
故答案為：2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、常用化學(xué)用語(yǔ)書寫等方面的知識(shí)，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．