Question

氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．
已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂ （g）△H=-206.2kJ?mol^-1
CH₄（g）+CO₂ （g）═2CO（g）+2H₂ （g）△H=-247.4kJ?mol^-1
2H₂S（g）═2H₂（g）+S₂（g）△H=-169.8^-1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为______．
（1）H₂S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，其目的是______；燃烧生成的SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：______．
（3）H₂O的热分解也可得到H₂，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示．图中A、B表示的物质依次是______．



（4）电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）．电解时，阳极的电极反应式为______．
（5）Mg₂Cu是一种储氢合金． 350℃时，Mg₂Cu与H₂反应，生成MgCu₂和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）．Mg₂Cu与H₂反应的化学方程式为______．

Answer 1

（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
由盖斯定律，①×2-②得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ?mol^-1；
（2）使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量，
SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均非气体，二者反应生成S与H₂O，反应方程式为2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，
故答案为：为H₂S热分解反应提供热量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S；
（3）由图可知，水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子2倍，故A为氢原子、B为氧原子，
故答案为：氢原子、氧原子；
（4）由图可知，CO（NH₂）₂在阳极放电生成N₂，C元素价态未变化，故还有碳酸钾生成与水生成，电极反应式为CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案为：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；
（5）令金属氢化物为RH_x，金属R的相对分子质量为a，则

x

a+x

=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH₂，故反应方程式为2Mg₂Cu+3H₂

△  .

MgCu₂+3MgH₂，故答案为：2Mg₂Cu+3H₂

△  .

MgCu₂+3MgH₂．