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，則氫氣燃燒的熱化學方程式為_________。(填序號)

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）某化學家根據“原子經濟”的思想，設計了如下制備H2的反應步驟：

① CaBr2 +H2OCaO+2 HBr

② 2HBr+HgHgBr2 + H2↑

③ HgBr2 +__________________

④ 2HgO2Hg+O2↑

⑤2H2 + O22H2O

請你根據“原子經濟”的思想完成上述步驟③的化學方程式：___________。并根據“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。如圖是其中的一種流程，其中用了過量的碘。

完成下列反應的化學方程式：反應①____________________；反應②______________________。此法制取氫氣的最大優點是______________________。

Answer 1

【答案】（1）B（2分）

（2）HgBr2+CaOHgO+CaBr2（2分）

循環過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會產生污染（2分）

（3）①SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4（2分）

②2H2SO42SO2 ↑ +O2↑+2H2O（2分） SO2和I2可循環使用，無污染（2分）

【解析】（1）實驗測得，1 g（0.5 mol）氫氣燃燒生成液態水時放出142.9 kJ熱量，則2 g（1 mol）氫氣燃燒生成液態水時放出142.9 kJ×2=285.8 kJ熱量。故氫氣的燃燒熱的熱化學方程式為H2 (g)+O2 (g) H2O(l) ΔH=285.8 kJ mol1。

（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利用率，盡量達到100%。根據原子經濟，可知最終反應為2H2O2H2↑+O2↑，根據蓋斯定律將（①+②+③）×2+④，可得反應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，會產生污染。

（3）由制備氫氣的過程可知，反應①發生的反應為SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4，反應②發生的反應為2H2SO42SO2 ↑ +O2↑+2H2O；該法制取氫氣最大的優點是SO2和I2可循環使用，無污染。