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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 =169.8kJ·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_____________________。
(2)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下图(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______________________。
(1)CH4(g)+2H2O(g)==CO2(g)+4H2(g) △H = 165.0 kJ·mol-1
(2)为H2S热分解反应提供热量;2H2S+SO2==2H2O+3S↓(或4H2S+2SO2==4H2O+3S↓)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)
(5)
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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