Question

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）△H=+206.2kJ?mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=-247.4kJ?mol^-1
2H₂S（g）=2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ?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反應(yīng)生成H₂O+S₂，則每生成1mol S₂，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

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（3）H₂O的熱分解也可得到H₂，高溫下水分解體系中主要氣體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示．圖中A、B表示的物質(zhì)依次是

 

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（4）電解尿素[CO（NH₂）₂]的堿性溶液制氫的裝置見圖2（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(yīng)式為

 

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Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)電源新型電池

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)蓋斯定律，利用熱化學(xué)方程式計算得到所需熱化學(xué)方程式，書寫化學(xué)方程式，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)量的反應(yīng)熱；
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；結(jié)合反應(yīng)化學(xué)方程式電子守恒計算電子轉(zhuǎn)移；
（3）由圖可知，水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結(jié)合生成氫氣，氧原子結(jié)合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質(zhì)的量是氧原子2倍，據(jù)此判斷；
（4）由圖可知，CO（NH₂）₂在陽極放電生成N₂，C元素價態(tài)未變化，故還有碳酸鉀生成與水生成；

解答： 解：（1）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ?mol^-1
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=-247.4kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①×2-②得到：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8 kJ?mol^-1；
（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，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量，燃燒生成的SO₂與H₂S反應(yīng)生成H₂O+S₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4H₂S+2SO₂═4H₂O+3S₂，則每生成1mol S₂，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為

8

3

N_A：
故答案為：為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；

8

3

N_A；
（3）由圖可知，水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結(jié)合生成氫氣，氧原子結(jié)合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質(zhì)的量是氧原子2倍，故A為氫氣、B為氧氣，
故答案為：氫氣、氧氣；
（4）由圖可知，CO（NH₂）₂在陽極放電生成N₂，C元素價態(tài)未變化，故還有碳酸鉀生成與水生成，電極反應(yīng)式為CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；

點評：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、電解原理、常用化學(xué)用語書寫等，主要是氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移計算，電解池原理的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．