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氢气是一种清洁能源.
(1)已知 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
①氢气的燃烧热是______kJ/mol②燃烧2g H2生成水蒸气,放出的热量为______kJ.
(2)人们可以通过多种途径获取氢气.
①1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94KJ热量,此反应的热化学方程式为______
②工业上制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),已知在25℃时:
H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-242kJ/molC(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ/mol
C(石墨)+O2(g)═CO(g)H=-111kJ/mol则25℃时一氧化碳与水蒸气作用转化成氢气和二氧化碳反应的△H=______kJ/mol.
【答案】分析:(1)①燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;②依据氢气燃烧的热化学方程式计算:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol;
(2)①依据质量换算物质的量结合化学方程式的系数计算反应的焓变,依据书写热化学方程式的方法写出,标注物质的聚集状态和反应的焓变;
②依据盖斯定律结合热化学方程式计算得到一氧化碳与水蒸气作用转化成氢气和二氧化碳反应的焓变;
解答:解:(1)①依据燃烧热的概念可以得到氢气的燃烧热的热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;故答案为:285.8kJ/mol;
②燃烧2g H2物质的量为1mol,生成水蒸气,放出的热量可以根据热化学方程式计算:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol;1mol氢气完全燃烧生成气态水放热为241.8KJ;
故答案为:241.8;
(2)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94KJ热量,12g碳完全反应吸热为12×10.94KJ=131.28KJ;反应的热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=131.28KJ/mol;
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=131.28KJ/mol;
①H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-242kJ/mol
②C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ/mol
③C(石墨)+O2(g)═CO(g)△H=-111kJ/mol
依据盖斯定律②-①-③得到:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),△H=-41KJ/mol;
故答案为:-41KJ/mol;
点评:本题考查了热化学方程式的反应焓变计算,燃烧热的概念应用,盖斯定律的计算应用,概念的理解是解题关键,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

氢气是一种清洁能源,可以通过多种方法制得.
(1)工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H>0
反应二:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0
①若反应一在t℃时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式K=
c(CO)c(H2)
c(H2O)
c(CO)c(H2)
c(H2O)

②在427℃时将CO 和H2O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应,5分钟时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则CO的转化率是
75%
75%
,用CO的浓度变化表示的反应率速v(CO)是
7.5×10-4
7.5×10-4
mol/(L?min).
(2)利用电解饱和食盐水也可制得氢气,图为电解食盐水的示意图:请回答:
①C1电极是
极(填“阴”或“阳”),C2电极的电极反应式是
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2

②该电解反应的离子方程式是
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-

(3)通过下列方法也可以得到氢气.
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
1molCH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的反应热是
+659.8
+659.8
kJ?mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2012?济南二模)氢气是一种清洁能源,又是合成氨工业的重要原料.
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol
甲烷和H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式为
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol

(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.
某温度下,把10mol N2与28mol H2置于容积为10L的密闭容器内,10min时反应达到平衡状态,测得氮气的平衡转化率为60%,则10min内的平均反应速率v(H2)=
0.18
0.18
mol/(L?min),该温度下该反应的平衡常数K=
3.6(mol/L) -2
3.6(mol/L) -2

欲增大氮气的平衡转化率,可采取的措施有
增加氢气的浓度或分离出氨气或降温
增加氢气的浓度或分离出氨气或降温
(写一种措施即可).
(3)图所示装置工作时均与H2有关.

①图1所示装置中阳极的电极反应式为
MnO42--e-=MnO4-
MnO42--e-=MnO4-

②图2所示装置中,通入H2的管口是
d
d
(选填字母代号).
③某同学按图3所示装置进行实验,实验结束后,将玻璃管内固体物质冷却后,溶于稀硫酸,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴入新制氯水,溶液变为红色.该同学据此得出结论:铁与水蒸气反应生成FeO和H2.该结论
不严密
不严密
(填“严密”或“不严密”),你的理由是
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
(用离子方程式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:

氢气是一种清洁能源.用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是
CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=-136.5kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=-136.5kJ/mol

(2)第II步为可逆反应.在800℃时,若CO的起始浓度为2.0mol/L,水蒸气的起始浓度为3.0mol/L,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2mol/L,则此反应的平衡常数为
,CO的平衡转化率为
60%
60%

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科目:高中化学 来源: 题型:

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

(2)电解尿素[CO(NH22]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(NH22+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
CO(NH22+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
,每消耗1mol尿素需要补充
2
2
mol氢氧化钾.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

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.
(1)直接热分解法制氢.某温度下,H2O(g)?H2(g)+
1
2
O2(g).该反应的平衡常数表达式为K=
c(H2)c
1
2
(O2)
c(H2O)
c(H2)c
1
2
(O2)
c(H2O)

(2)热化学循环制氢.制备H2的反应步骤如下:
①Br2(g)+CaO(s)═CaBr2(s)+
1
2
O2(g)△H=-73kJ?mol-1
②3FeBr2(s)+4H2O(g)═Fe3O4(s)+6HBr(g)+H2(g)△H=+384kJ?mol-1
③CaBr2(s)+H2O (g)═CaO(s)+2HBr(g)△H=+212kJ?mol-1
④Fe3O4(s)+8HBr(g)═Br2(g)+3FeBr2(s)+4H2O(g)△H=-274kJ?mol-1
则 H2O(g)?H2(g)+
1
2
O2(g)△H=
+249
+249
kJ?mol-1
(3)光电化学分解制氢,其原理如图.钛酸锶光电极的电极反应为4OH--4e-═O2+2H2O,则铂电极的电极反应为
2H2O+2e-═H2↑+2OH-(或2H++2e-═H2↑)
2H2O+2e-═H2↑+2OH-(或2H++2e-═H2↑)

(4)水煤气法制氢.
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0,在850℃时,K=1.
①若升高温度到950℃时,达到平衡时K
1(填“>”、“<”或“=”).
②850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2 和x mol H2,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
x<3
x<3

(5)甲烷制氢.将1.0mol CH4和2.0mol H2O (g)通入容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g).测得达到平衡所需的时间为5min,CH4的平衡转化率为50%,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.003 mol?L-1?min-1
0.003 mol?L-1?min-1

(6)LiBH4具有非常高的储氢能力,分解时生成氢化锂和两种非金属单质.该反应的化学方程式为
2LiBH4═2LiH+2B+3H2
2LiBH4═2LiH+2B+3H2

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