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
（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

CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0kJ?mol^-1

．
（2）电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液制氢的装置示意图见图（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，阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，则阳极的电极反应式为

CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O

，每消耗1mol尿素需要补充

2

mol氢氧化钾．

Answer 1

分析：（1）根据已知的反应和目标反应，利用盖斯定律来计算反应热，并书写热化学反应方程式；
（2）由阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，则尿素在阳极参与反应，N元素的化合价升高，以此来书写电极反应；利用总反应来分析尿素与KOH的关系来解答．

解答：解：（1）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，
由盖斯定律可知，①×2-②可得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），
其反应热△H=（+206.2kJ?mol^-1）×2-（+247.4kJ?mol^-1）=+165.0 kJ?mol^-1，
即热化学方程式为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）由阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，尿素在阳极参与反应，则阳极反应式为CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
由图可知，阴极生成氢气，则阴极反应为6H₂O+6e^-═3H₂↑+6OH^-，总反应为CO（NH₂）₂+2KOH═K₂CO₃+N₂↑+3H₂↑，显然每消耗1mol尿素需要补充2molKOH，
故答案为：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；2．

点评：本题考查盖斯定律、原电池的工作原理，学生应学会利用习题中的信息结合所学的知识来解答，难度不大，注意对高考热点的训练．