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。

I．已知： ① 4HCl(g)+O2(g) 2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6kJ/mol

②H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-184kJ/mol

由知斷開1mol H-H鍵所需能量為436kJ；斷開1molO=O鍵所需能量為496kJ；斷開1molCl-Cl鍵所需能量為243KJ。則

（1）H2與O2反應生成氣態水的熱化學方程式是

（2）斷開1molH-O鍵所需能量為 kJ。

Ⅱ.已知： CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g） △H=+206.2kJmol-1 ①

CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g） △H=+247.4kJmol-1 ②

又知CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol。

（1）利用上述已知條件寫出甲烷完全燃燒的熱化學方程式： 。

（2）以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法，CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為________________________________。

（3）高溫下H2O可分解生成分子或原子。高溫下水分解體系中主要氣體的體積分數與溫度的關系如圖所示。圖中B表示的微粒是_______（填名稱），等質量的A、H2化學能較低的物質是_______（填化學式）。

Answer 1

【答案】

Ⅰ．（1）2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1；（2）462.9；

Ⅱ．（1）CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1；

（2）CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1；

（3）氧原子；H2。

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）①+②×2，整理可得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1；（2）斷裂反應物的化學鍵吸收的鍵能與形成生成物時產生的化學鍵的鍵能的差就是反應的反應熱，則2×436kJ/mol + 496kJ/mol-4×H-O=483.6 kJ/mol，解得H-O=462.9kJ/mol；Ⅱ．（1） CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol，表示1mol氫氣完全燃燒產生CO2和液態水，反應的熱化學方程式是：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1；（2） ①×2+②，整理可得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1；（3） 由圖可知，水的分解化學鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結合生成氫氣，氧原子結合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質的量是氧原子2倍，故A為氫原子、B為氧原子。分子斷裂化學鍵吸收能量轉化為單個的原子，所以等質量的H原子、H2化學能較低的物質是H2。