Question

氫能是高效、清潔能源，制氫技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)是氫能利用的必由之路．燃料水蒸氣重整法是一種有效、經(jīng)濟(jì)被廣泛采用的制氫方法，它是通過(guò)水蒸氣與燃料間的反應(yīng)來(lái)制取氫氣的．
（1）在催化劑作用下，CH₄和水蒸氣反應(yīng)可制得CO和H₂，已知該反應(yīng)每制得1g H₂，吸收34.4kJ熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（2）CO可繼續(xù)與水蒸氣反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1．若將1mol甲烷與足量水蒸氣充分反應(yīng)得到1mol CO₂，該反應(yīng)的焓變△H=

 

．
（3）欲制得較純凈的氫氣，可將（2）中充分反應(yīng)后的氣體通過(guò)足量的燒堿溶液，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,離子方程式的書(shū)寫(xiě),熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的意義來(lái)計(jì)算制得6gH₂所吸收的熱量；
（2）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變；
（3）二氧化碳和足量的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水．

解答： 解：（1）CH₄和水蒸氣反應(yīng)可制得CO和H₂，已知該反應(yīng)每制得1gH₂，吸收34.4kJ熱量，則該反應(yīng)每制得6gH₂，吸收34.4kJ×6=206.4kJ熱量，即CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1，故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1；
（2）已知：①CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1，②CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1．
則1mol甲烷與足量水蒸氣充分反應(yīng)得到1mol CO₂，即CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）可以是反應(yīng)①+②得到，所以反應(yīng)的焓變=206.4kJ?mol^-1-41.0kJ?mol^-1=+165.4 kJ?mol^-1，故答案為：+165.4 kJ?mol^-1；
（3）（2）中充分反應(yīng)后的氣體二氧化碳和足量的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，實(shí)質(zhì)是：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生蓋斯定律的應(yīng)用以及熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和梳理是關(guān)鍵，難度中等．