Question

本世纪，人类社会将逐渐步入氢经济时代．目前大规模产氢方式仍是化学制氢．
I、催化重整制氢
以甲醇为例，反应制氢气的一般途径有：CH₃OH（l）=2H₂（g）+CO（g）；△H₁=+128kJ?mol^-1
CH₃OH（l）+H₂O（l）=3H₂（g）+CO₂（g）；△H₂=a kJ?mol^-1
已知：H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）；△H=-286kJ?mol^-1为求得△H₂，还要知道    的燃烧热，若其燃烧热为△H=一283kJ?mol^-1，则△H₂=    ．
Ⅱ、金属置换制氢
（1）研究表明，刚切割的金属表面具有很高的反应活性．当铝或铝合金在水中被切割或碾碎的时候，可以持续地释放出氢气．使用铝与水反应制氢气比使用其它活泼金属与水反应制氢气的优点有：①价廉，成本较低；②    ．
（2）利用天然气重整得到的CO、H₂混合气对金属氧化物进行还原，然后将金属与水反应放出氢气，由此达成一个良性循环．根据高中所学的知识合理预测该金属单质，并写出该金属在加热的条件下与水蒸汽反应的化学方程式：    ．
III、太阳能制氢：利用光能分解水必须要有催化剂的参与．下列有关催化剂的说法正确的是   
A．使用高效催化剂分解水制得H₂的同时还可以获得能量
B．使用高效催化剂后常温下水可以自发分解
C．硅胶具有多孔结构，有较大的表面积，常用做催化剂的载体
D．对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率
Ⅳ、配位氢化物制氢
在硼氢化钠（NaBH₄）水溶液中加入特定催化剂后，可以迅速地发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气．请写出此水解反应的化学方程式：    ．
将无水偏硼酸钠、氢化镁（MgH₂）放入球磨设备中，通入氩气或氢气并保持压强100～500kPa研磨0.5～4h，即可得到硼氢化钠．研磨过程中需要通入氩气或氢气并保持压强100～500kPa的目的是：    ．

Answer 1

【答案】分析：I、根据△H可与热化学方程式同等倍数增大或减小解题；
Ⅱ、（1）从反应是否容易控制解题； （2）CO、H₂混合气可还原铁，铁可与水反应生成氢气；
III、催化剂的载体常具有多孔结构，有较大的表面积，对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率；
Ⅳ、硼氢化钠水溶液中加入特定催化剂后，可以发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气；
NaBH₄易被氧化，MgH₂易水解．
解答：解：I、为求得△H₂还要知道 CO的燃烧热，若其燃烧热为△H=一283kJ?mol^-1，
①CH₃OH（l）=2H₂（g）+CO（g）△H₁=+128kJ?mol^-1；
②H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（l）△H=-286kJ?mol^-1；
③2CO（g）+O₂（g） 2CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1；    
④CH₃OH（l）+H₂O（l）=3H₂（g）+CO₂（g）△H₂=a kJ?mol^-1；
根据盖斯定律可知，④=①-②+0.5×③，
△H₂=△H①-△H②+0.5×△H③=+128kJ?mol^-1-^_（-286kJ?mol^-1）+0.5×（-283kJ?mol^-1），
解得：△H₂=+131kJ/mol，
故答案为：CO；+131kJ/mol；
Ⅱ、（1）从反应是否容易控制解题，当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止，故答案为：当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止；
（2）CO、H₂混合气可还原铁，铁可与水反应生成氢气，故该金属为铁，故答案为：3Fe+4H₂O（g） Fe₃O₄+4H₂↑；
III、催化剂的载体常具有多孔结构，有较大的表面积，对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率，故答案为：CD；  
Ⅳ、硼氢化钠水溶液中加入特定催化剂后，可以发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气，故答案为：NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑； 
NaBH₄易被氧化，MgH₂易水解，故需要通入氩气或氢气作保护气，故答案为：防止NaBH₄被氧化；防止金属氢化物水解．
点评：本题考查热化学方程式的计算，物质的水解、化学反应方程式的书写等，难度适中．