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(lǐng)域的研究熱點。

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

CH4(g)＋CO2(g)= 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH ＝＋247.4 kJ·mol－1

2H2S(g)= 2H2(g)＋2S (g)　ΔH ＝＋169.8 kJ·mol－1

（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為______。

（2）H2S熱分解制氫時，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H2S燃燒，其目的是__________。燃燒生成的SO2與H2S進一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。

（3）電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖如圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)，碳元素的電解產(chǎn)物最終被堿液吸收生成碳酸根。電解時，陰、陽極的電極反應(yīng)式分別為____________， _______________。

Answer 1

【答案】CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1 為H2S熱分解反應(yīng)提供熱量 2H2S＋SO2===2H2O＋3S 2H2O + 2e－ = H2↑＋2OH－ CO(NH2)2＋8OH――6e－===＋N2↑＋6H2O

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律書寫CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式；(2)根據(jù) H2S燃燒放熱分析；SO2與H2S反應(yīng)生成水和硫單質(zhì)；（3）陽極CO(NH2)2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成碳酸根離子和氮氣；陰極是水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子。

（1）①CH4(g)＋H2O(g)= CO(g)＋3H2(g)　ΔH ＝＋206.2 kJ·mol－1

②CH4(g)＋CO2(g)= 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH ＝＋247.4 kJ·mol－1；

根據(jù)蓋斯定律①②得CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1；(2) H2S燃燒放熱，可以為H2S熱分解反應(yīng)提供熱量；SO2與H2S反應(yīng)生成水和硫單質(zhì)，反應(yīng)方程式是2H2S＋SO2===2H2O＋3S；（3）陰極是水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式是2H2O + 2e－ = H2↑＋2OH－；陽極CO(NH2)2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成碳酸根離子和氮氣，電極反應(yīng)式是CO(NH2)2＋8OH――6e－===CO＋N2↑＋6H2O。