Question

【題目】“氫能”是未來(lái)最理想的新能源。

（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)得，1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________。(填序號(hào))

A．2H2 (g)+ O2 (g)2H2O(l) ΔH =142.9 kJ mol1

B．H2 (g)+O2 (g)H2O(l) ΔH=285.8 kJ mol1

C．2H2 + O22H2O (l) ΔH= 571.6 kJ mol1

D．H2 (g)+O2 (g)H2O(g) ΔH=285.8 kJ mol1

（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：

① CaBr2 +H2OCaO+2 HBr

② 2HBr+HgHgBr2 + H2↑

③ HgBr2 +__________________

④ 2HgO2Hg+O2↑

⑤2H2 + O22H2O

請(qǐng)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：___________。并根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想評(píng)估該方法制H2的主要缺點(diǎn)：_________。

（3）利用核能把水分解制氫氣，是目前正在研究的課題。如圖是其中的一種流程，其中用了過(guò)量的碘。

完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)①____________________；反應(yīng)②______________________。此法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是______________________。

Answer 1

【答案】（1）B（2分）

（2）HgBr2+CaOHgO+CaBr2（2分）

循環(huán)過(guò)程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會(huì)產(chǎn)生污染（2分）

（3）①SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4（2分）

②2H2SO42SO2 ↑ +O2↑+2H2O（2分） SO2和I2可循環(huán)使用，無(wú)污染（2分）

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)得，1 g（0.5 mol）氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ熱量，則2 g（1 mol）氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ×2=285.8 kJ熱量。故氫氣的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2 (g)+O2 (g) H2O(l) ΔH=285.8 kJ mol1。

（2）理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原材料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。原子利用率是指反應(yīng)物中的所有原子進(jìn)入期望產(chǎn)物中的百分比，綠色化學(xué)的特征之一是提高原子利用率，盡量達(dá)到100%。根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)，可知最終反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑，根據(jù)蓋斯定律將（①+②+③）×2+④，可得反應(yīng)③為HgBr2+CaOHgO+CaBr2；該方法中需要750℃，需要很高的能量，且使用重金屬汞，會(huì)產(chǎn)生污染。

（3）由制備氫氣的過(guò)程可知，反應(yīng)①發(fā)生的反應(yīng)為SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4，反應(yīng)②發(fā)生的反應(yīng)為2H2SO42SO2 ↑ +O2↑+2H2O；該法制取氫氣最大的優(yōu)點(diǎn)是SO2和I2可循環(huán)使用，無(wú)污染。