Question

氢能是高效、清洁能源，制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路．燃料水蒸气重整法是一种有效、经济被广泛采用的制氢方法，它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的．
（1）在催化剂作用下，CH₄和水蒸气反应可制得CO和H₂，已知该反应每制得1g H₂，吸收34.4kJ热量，写出该反应的热化学方程式

 

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（2）CO可继续与水蒸气反应：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1．若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到1mol CO₂，该反应的焓变△H=

 

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（3）欲制得较纯净的氢气，可将（2）中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液，写出该反应的离子方程式

 

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Answer 1

考点：有关反应热的计算,离子方程式的书写,热化学方程式

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）根据热化学方程式的意义来计算制得6gH₂所吸收的热量；
（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变；
（3）二氧化碳和足量的氢氧化钠反应生成碳酸钠和水．

解答： 解：（1）CH₄和水蒸气反应可制得CO和H₂，已知该反应每制得1gH₂，吸收34.4kJ热量，则该反应每制得6gH₂，吸收34.4kJ×6=206.4kJ热量，即CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1，故答案为：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1；
（2）已知：①CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1，②CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1．
则1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到1mol CO₂，即CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）可以是反应①+②得到，所以反应的焓变=206.4kJ?mol^-1-41.0kJ?mol^-1=+165.4 kJ?mol^-1，故答案为：+165.4 kJ?mol^-1；
（3）（2）中充分反应后的气体二氧化碳和足量的氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，实质是：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O．

点评：本题考查学生盖斯定律的应用以及热化学方程式的书写等知识，注意知识的归纳和梳理是关键，难度中等．