Question

【題目】“氫能”是未來最理想的新能源。

（1）實驗測得，1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出142.9 kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為_____。(填序號)

A．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH =－142.9 kJ·mol1

B．H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l) ΔH=－285.8 kJ·mol1

C．2H2+O2＝2H2O(l) ΔH= 571.6 kJ·mol1

D．H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH=－285.8 kJ·mol1

（2）某化學(xué)家根據(jù)“原子經(jīng)濟”的思想，設(shè)計了如下制備H2的反應(yīng)步驟：

① CaBr2+H2OCaO+2HBr

② 2HBr+HgHgBr2+H2↑

③ HgBr2+_______________

④ 2HgO2Hg+O2↑

⑤2H2+O22H2O

請你根據(jù)“原子經(jīng)濟”的思想完成上述步驟③的化學(xué)方程式：___________。并根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想評估該方法制H2的主要缺點_________。

（3）利用核能把水分解制氫氣，是目前正在研究的課題。如圖是其中的一種流程，其中用了過量的碘。

完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)①______________；反應(yīng)②____________。此法制取氫氣的最大優(yōu)點是______________________。

Answer 1

【答案】B HgBr2+CaOHgO+CaBr2循環(huán)過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會產(chǎn)生污染SO2+I2+2H2O2HI+H2SO42H2SO42SO2↑+O2↑+2H2OSO2和I2可循環(huán)使用，無污染

【解析】

（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，依據(jù)熱化學(xué)發(fā)生的書寫方法寫出，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)，并寫出對應(yīng)量下的焓變；

（2）根據(jù)原子經(jīng)濟分析，反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放；

（3）根據(jù)流程圖的提示判斷反應(yīng)物和生成物，寫出反應(yīng)化學(xué)方程式。

（1）實驗測得，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ熱量，則1mol氫氣即2g氫氣完全反應(yīng)生成液態(tài)水放熱為285.5kJ，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)△H=－285.8kJ/mol，答案選B；

（2）理想的原子經(jīng)濟性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放，原子利用率是指反應(yīng)物中的所有原子進入期望產(chǎn)物中的百分比，綠色化學(xué)的特征之一是提高原子用率，盡量達到100%，根據(jù)原子經(jīng)濟，可知最終反應(yīng)為：2H2O＝2H2↑+O2↑，根據(jù)蓋斯定律將(①+②+③)×2+④，可知反應(yīng)③為HgBr2+CaOHgO+CaBr2；該方法中需要750℃，消耗能量高，且有重金屬污染；

（3）由制備氫氣的過程可知，反應(yīng)①發(fā)生的反應(yīng)是SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4，反應(yīng)②是H2SO4分解為SO2、O2和H2O，故發(fā)生的反應(yīng)為2H2SO42SO2↑+O2↑+2H2O。根據(jù)以上分析可知此法制取氫氣的最大優(yōu)點是SO2和I2可循環(huán)使用，無污染。