Question

【題目】“氫能”是未來最理想的新能源。

(1)實驗測得，1 g氫氣燃燒生成液態水時放出142.9 kJ熱量，則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為________(填選項字母)。

A．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJ·mol－1

B．H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

C．2H2O＋O2=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

D．H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

(2)某化學家根據“原子經濟”的思想，設計了如下制備H2的反應步驟：

①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr

②2HBr＋HgHgBr2＋H2

③HgBr2＋________________＋________

④2HgO2Hg＋O2↑

請你根據“原子經濟”的思想完成上述步驟③的化學方程式：_____________；請根據“綠色化學”的思想評估該方法制H2的主要缺點：___________。

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

請寫出化學方程式：

反應①__________________________。

反應②__________________________。

Answer 1

【答案】 B HgBr2+CaOHgO+CaBr2 循環過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會產生污染 SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4 2H2SO4=2SO2↑＋O2↑＋2H2O

【解析】(1)燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，依據熱化學發生的書寫方法寫出，標注物質聚集狀態，并寫出對應量下的焓變；

(2)根據原子經濟分析，反應是原材料分子中的原子全部轉變成所需產物，不產生副產物，實現零排放；

(3)根據流程圖的提示判斷反應物和生成物，寫出反應化學方程式。

(1)實驗測得，1g氫氣燃燒生成液態水放出142.9kJ熱量，1mol氫氣2g完全反應生成液態水放熱為285.5kJ，則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，故答案為：B；

(2)理想的原子經濟性反應是原材料分子中的原子全部轉變成所需產物，不產生副產物，實現零排放．原子利用率是指反應物中的所有原子進入期望產物中的百分比，綠色化學的特征之一是提高原子用率，盡量達到100%，根據原子經濟，可知最終反應為：2H2O═2H2↑+O2↑，根據蓋斯定律將(①+②+③)×2+④，可知反應③為HgBr2+CaOHgO+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+CaOHgO+CaBr2；循環過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，產生污染；

(3)由制備氫氣的過程可知，反應①發生的反應是：SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI，反應②是H2SO4分解為了SO2、O2和H2O，故發生的反應為：2H2SO4═2SO2↑+O2+2H2O，故答案為：SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI； 2H2SO4═2SO2↑+O2+2H2O。