Question

【题目】“氢能”是未来最理想的新能源。

(1)实验测得，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为________(填选项字母)。

A．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJ·mol－1

B．H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

C．2H2O＋O2=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

D．H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

(2)某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤：

①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr

②2HBr＋HgHgBr2＋H2

③HgBr2＋________________＋________

④2HgO2Hg＋O2↑

请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：_____________；请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：___________。

(3)利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。

请写出化学方程式：

反应①__________________________。

反应②__________________________。

Answer 1

【答案】 B HgBr2+CaOHgO+CaBr2 循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染 SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4 2H2SO4=2SO2↑＋O2↑＋2H2O

【解析】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，依据热化学发生的书写方法写出，标注物质聚集状态，并写出对应量下的焓变；

(2)根据原子经济分析，反应是原材料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放；

(3)根据流程图的提示判断反应物和生成物，写出反应化学方程式。

(1)实验测得，1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量，1mol氢气2g完全反应生成液态水放热为285.5kJ，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，故答案为：B；

(2)理想的原子经济性反应是原材料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放．原子利用率是指反应物中的所有原子进入期望产物中的百分比，绿色化学的特征之一是提高原子用率，尽量达到100%，根据原子经济，可知最终反应为：2H2O═2H2↑+O2↑，根据盖斯定律将(①+②+③)×2+④，可知反应③为HgBr2+CaOHgO+CaBr2；该方法中需要750℃，消耗能量高，且有重金属污染，故答案为：HgBr2+CaOHgO+CaBr2；循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，产生污染；

(3)由制备氢气的过程可知，反应①发生的反应是：SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI，反应②是H2SO4分解为了SO2、O2和H2O，故发生的反应为：2H2SO4═2SO2↑+O2+2H2O，故答案为：SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI； 2H2SO4═2SO2↑+O2+2H2O。