Question

“氫能”將是未來(lái)最理想的新能源．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)測(cè)得，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

 

．
Ⅱ．某化學(xué)家根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想，設(shè)計(jì)了如下制備H₂的反應(yīng)步驟：
①CaBr₂+H₂O═CaO+2HBr（反應(yīng)需750℃）
②2HBr+Hg═HgBr₂+H₂（反應(yīng)需100℃）
③HgBr₂+

 

═

 

（反應(yīng)需250℃）
④2HgO═2Hg+O₂（反應(yīng)需500℃）
請(qǐng)你根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想完成上述步驟③的化學(xué)方程式

 

．根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想評(píng)估該方法制氫氣的主要缺點(diǎn)

 

．
Ⅲ．利用核能把水分解制氫氣，是目前正在研究的課題．

上圖是其中的一種流程，其中用了過(guò)量的碘．（提示反：應(yīng)②的產(chǎn)物是O₂、SO₂和H₂O）完成下列化學(xué)反應(yīng)方程式：
反應(yīng)①

 

；
反應(yīng)②

 

．
此法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是

 

．
Ⅳ．氫氣通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得．其中CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．在850℃時(shí)，k=1．
（1）若升高溫度到950℃，達(dá)到平衡時(shí)k

 

（填“大于”“等于”或“小于”）1．
（2）850℃時(shí)，若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入1.0molCO、3.0molH₂O、1.0molCO₂和xmolH₂，則
①當(dāng)x=5.0時(shí)，上述反應(yīng)向

 

（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行．
②若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ、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(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)，并寫出對(duì)應(yīng)量下的焓變．
Ⅱ、根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)分析，反應(yīng)是原材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(shí)現(xiàn)零排放．
Ⅲ、根據(jù)反應(yīng)①寫出反應(yīng)化學(xué)方程式，根據(jù)制備氫氣的過(guò)程使用的物質(zhì)、能量的消耗、環(huán)境的污染污染等方面進(jìn)行分析．
Ⅳ、（1）反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（2）①計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷平衡移動(dòng)方向；
     ②根據(jù)等效平衡及其移動(dòng)分析；

解答： 解：Ⅰ、實(shí)驗(yàn)測(cè)得，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ熱量，1mol氫氣2g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

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol；  
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol
Ⅱ、理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原材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(shí)現(xiàn)零排放．原子利用率是指反應(yīng)物中的所有原子進(jìn)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(dá)到100%，根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)，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+CaO

250℃  .

HgO+CaBr₂；該方法中需要750℃，消耗能量高，且有重金屬污染．
故答案為：HgBr₂+CaO

250℃  .

HgO+CaBr₂；循環(huán)過(guò)程需要很高的能量，且使用重金屬汞，產(chǎn)生污染；
Ⅲ、由制備氫氣的過(guò)程可知，反應(yīng)①發(fā)生的反應(yīng)是：SO₂+I₂+2H₂O

100-120℃  .

H₂SO₄+2HI，反應(yīng)②是H₂SO₄分解為了SO₂、O₂和H₂O，故發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂+2H₂O．用該法制取氫氣最大的優(yōu)點(diǎn)是：SO₂和I₂循環(huán)使用，避免了污染環(huán)境；
故答為：SO₂+I₂+2H₂O

100-120℃  .

H₂SO₄+2HI； 2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂+2H₂O； SO₂和I₂循環(huán)使用，避免了污染環(huán)境；
Ⅳ、（Ⅱ）（1）升高溫度，平衡向吸熱即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，此時(shí)平衡常數(shù)K小于1；
故答案為：小于；
（2）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，
①850℃時(shí)，若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入1.0molCO、3.0molH₂O、1.0molCO₂和x mol H₂，當(dāng)x=5.0時(shí)，Qc=

5×1

3×1

=1.67＞K=1，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行；
故答案為：逆反應(yīng)；
②根據(jù)等效平衡，x=3時(shí)，平衡不移動(dòng)，x＜3時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，0≤x＜3；
故答案為：0≤x＜3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，電極反應(yīng)的書寫，等效平衡，化學(xué)平衡計(jì)算方法等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，難度中等．