Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

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

（1）H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式是

（2）斷開(kāi)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(xiě)出甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式： 。

（2）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_(kāi)_______________________________。

（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?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中B表示的微粒是_______（填名稱(chēng)），等質(zhì)量的A、H2化學(xué)能較低的物質(zhì)是_______（填化學(xué)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(yīng)物的化學(xué)鍵吸收的鍵能與形成生成物時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)鍵的鍵能的差就是反應(yīng)的反應(yīng)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(chǎn)生CO2和液態(tài)水，反應(yīng)的熱化學(xué)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(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?dú)湓�子物質(zhì)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(xué)鍵吸收能量轉(zhuǎn)化為單個(gè)的原子，所以等質(zhì)量的H原子、H2化學(xué)能較低的物質(zhì)是H2。