Question

氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點．
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）以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學方程式為

 

．
（2）H₂S熱分解制氫時，常向反應器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，其目的是

 

．燃燒生成的SO₂與H₂S進一步反應，生成物在常溫下均非氣體，寫出該反應的化學方程式：

 

．
（3）H₂O的熱分解也可得到H₂，高溫下水分解體系中主要氣體的體積分數與溫度的關系如圖所示．圖中A、B表示的物質依次是

 

．
（4）Mg₂Cu是一種儲氫合金．350℃時，Mg₂Cu與H₂反應，生成MgCu₂和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質量分數為0.077）．Mg₂Cu與H₂反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：產物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線,熱化學方程式,合金的概念及其重要應用

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以合適的系數進行加減，反應熱也乘以相應的系數進行相應的計算，據此書寫；
（2）使部分H₂S燃燒放出熱量，為H₂S熱分解反應提供熱量；SO₂與H₂S進一步反應，生成物在常溫下均非氣體，二者反應生成S與H₂O；
（3）由圖可知，水的分解化學鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結合生成氫氣，氧原子結合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質的量是氧原子2倍，據此判斷；
（4）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對分子質量為a，則

x

a+x

=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂．

解答： 解：（1）已知：①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂ （g）△H=-206.2kJ?mol^-1
②CH₄（g）+CO₂ （g）═2CO（g）+2H₂ （g）△H=-247.4kJ?mol^-1
由蓋斯定律，①×2-②得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0 kJ?mol^-1；
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應提供熱量，SO₂與H₂S進一步反應，生成物在常溫下均非氣體，二者反應生成S與H₂O，
反應方程式為2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，
故答案為：為H₂S熱分解反應提供熱量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S；
（3）由圖可知，水的分解化學鍵斷裂先生成H原子與O原子，氫原子結合生成氫氣，氧原子結合生成氧氣，由水的分子式可知氫原子物質的量是氧原子2倍，故A為氫原子、B為氧原子，故答案為：氫原子、氧原子；
（4）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對分子質量為a，則

x

a+x

=0.077，即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂，故反應方程式為2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂，
故答案為：2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂．

點評：本題考查熱化學方程式的書寫、常用化學用語書寫等方面的知識，注意知識的遷移和應用是關鍵，難度不大．