Question

2．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
CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ/mol
2H₂S（g）=2H₂（g）+S_2（g）△H=+169.8kJ/mol
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）的熱化學方程式為CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0kJ•mol^-1．
②H₂S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，其目的是為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；燃燒生成的SO₂與H₂S進一步反應(yīng)，生成物在常溫下均為非氣體，寫出該反應(yīng)的化學方程式2H₂S+SO₂═2H₂O+3S．
③H₂O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數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示．圖中A、B表示的物質(zhì)依次是氫原子、氧原子．

④Mg₂Cu是一種儲氫合金．350℃時，Mg₂Cu與H₂反應(yīng)，生成MgCu₂和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質(zhì)量分數(shù)為0.077）．Mg₂Cu與H₂反應(yīng)的化學方程式為：2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂．

Answer 1

分析 ①根據(jù)蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進行相應(yīng)的計算，據(jù)此書寫；
②使部分H₂S燃燒放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；SO₂與H₂S進一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，二者反應(yīng)生成S與H₂O；
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(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令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對分子質(zhì)量為a，則$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂．

解答 解：①已知：
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
由蓋斯定律，①×2-②得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ•mol^-1；
②使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量，SO₂與H₂S進一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，二者反應(yīng)生成S與H₂O，
反應(yīng)方程式為2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，
故答案為：為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S；
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(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為氫原子、B為氧原子，故答案為：氫原子、氧原子；
④令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對分子質(zhì)量為a，則$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂，故反應(yīng)方程式為2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂，
故答案為：2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂．

點評 本題考查熱化學方程式的書寫、常用化學用語書寫等方面的知識，注意知識的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．