Question

【題目】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),下圖是熱化學(xué)循環(huán)制氫氣的流程:

(1)實驗測得,1 g H2燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ的熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。

(2)整個流程參與循環(huán)的物質(zhì)是________和________(填化學(xué)式),最難進(jìn)行的反應(yīng)是____________(填序號)。

(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________________________。

(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___________。

Answer 1

【答案】H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 SO2I2②Hg+2HBr=HgBr2+H2↑CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1

【解析】

（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)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol；綜上所述，本題答案是：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 。
（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2HIH2+I2，整個流程參與循環(huán)的物質(zhì)是SO2、I2，最難進(jìn)行的反應(yīng)是②；綜上所述，本題答案是：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↑；因此本題答案是：Hg+2HBr=HgBr2+H2↑。
（4）由三個圖可寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g) △H=-282kJmo-1①H2(g)+1/2O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJmo-1②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g) △H=-846.3kJmo-1③，由蓋斯定律：用“③-（①+②×3）”得所求反應(yīng)的△H=+161.1kJmo-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 kJmol-1；綜上所述，本題答案是：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1。