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，则氢气燃烧的热化学方程式为_____。(填序号)

A．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH =－142.9 kJ·mol1

B．H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l) ΔH=－285.8 kJ·mol1

C．2H2+O2＝2H2O(l) ΔH= 571.6 kJ·mol1

D．H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH=－285.8 kJ·mol1

（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：

① CaBr2+H2OCaO+2HBr

② 2HBr+HgHgBr2+H2↑

③ HgBr2+_______________

④ 2HgO2Hg+O2↑

⑤2H2+O22H2O

请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：___________。并根据“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。如图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。

完成下列反应的化学方程式：反应①______________；反应②____________。此法制取氢气的最大优点是______________________。

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+H2SO42H2SO42SO2↑+O2↑+2H2OSO2和I2可循环使用，无污染

【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，则1mol氢气即2g氢气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)+1/2O2(g)＝H2O(l)△H=－285.8kJ/mol，答案选B；

（2）理想的原子经济性反应是原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；

（3）由制备氢气的过程可知，反应①发生的反应是SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4，反应②是H2SO4分解为SO2、O2和H2O，故发生的反应为2H2SO42SO2↑+O2↑+2H2O。根据以上分析可知此法制取氢气的最大优点是SO2和I2可循环使用，无污染。