Question

【題目】氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。

（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法。已知:

CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2 kJ/mol

CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4 kJ/mol

CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為________________________。

（2）電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應式為________________________。

（3） Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時,Mg2Cu與H2反應,生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質量分數為0.077)。Mg2Cu與H2反應的化學方程式為_______________。

Answer 1

【答案】CH4(g)+2H2O(g) = CO2(g) +4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol CO(NH2)2+8OH--6e- = CO32-+N2↑+6H2O 2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2

【解析】

（1）利用蓋斯定律解答，從待求反應出發分析反應物、生成物在所給反應中的位置，通過相互加減可得；

（2）由陽極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，則尿素在陽極參與反應，N元素的化合價升高，以此來書寫電極反應；利用總反應來分析尿素與KOH的關系來解答；

（3）令金屬氫化物為RHx，金屬R的相對原子質量為a，則=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH2。

（1）已知①CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2 kJ/mol

②CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4 kJ/mol

據蓋斯定律，①2-②得：CH4(g)+2H2O(g) = CO2(g) +4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol，

因此，本題正確答案是：CH4(g)+2H2O(g) = CO2(g) +4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol；

（2）由陽極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，尿素在陽極參與反應，則陽極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e- = CO32-+N2↑+6H2O，
因此，本題正確答案是：CO(NH2)2+8OH--6e- = CO32-+N2↑+6H2O；

（3）令金屬氫化物為RHx，金屬R的相對原子質量為a，則=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH2，故反應方程式為2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2，

因此，本題正確答案是：2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2。