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)。

（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知:

CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2 kJ/mol

CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4 kJ/mol

CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為________________________。

（2）電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見(jiàn)圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò),陰、陽(yáng)極均為惰性電極)。電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________________。

（3） Mg2Cu是一種儲(chǔ)氫合金。350℃時(shí),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?jǐn)?shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

Answer 1

【答案】CH4(g)+2H2O(g) = CO2(g) +4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol CO(NH2)2+8OH--6e- = CO32-+N2↑+6H2O 2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2

【解析】

（1）利用蓋斯定律解答，從待求反應(yīng)出發(fā)分析反應(yīng)物、生成物在所給反應(yīng)中的位置，通過(guò)相互加減可得；

（2）由陽(yáng)極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，則尿素在陽(yáng)極參與反應(yīng)，N元素的化合價(jià)升高，以此來(lái)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；利用總反應(yīng)來(lái)分析尿素與KOH的關(guān)系來(lái)解答；

（3）令金屬氫化物為RHx，金屬R的相對(duì)原子質(zhì)量為a，則=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH2。

（1）已知①CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2 kJ/mol

②CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4 kJ/mol

據(jù)蓋斯定律，①2-②得：CH4(g)+2H2O(g) = CO2(g) +4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol，

因此，本題正確答案是：CH4(g)+2H2O(g) = CO2(g) +4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol；

（2）由陽(yáng)極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，尿素在陽(yáng)極參與反應(yīng)，則陽(yáng)極反應(yīng)式為CO(NH2)2+8OH--6e- = CO32-+N2↑+6H2O，
因此，本題正確答案是：CO(NH2)2+8OH--6e- = CO32-+N2↑+6H2O；

（3）令金屬氫化物為RHx，金屬R的相對(duì)原子質(zhì)量為a，則=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價(jià)，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+3H2MgCu2+3MgH2，

因此，本題正確答案是：2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2。