Question

氫能是高效、清潔能源，制氫技術的研究開發是氫能利用的必由之路．燃料水蒸氣重整法是一種有效、經濟被廣泛采用的制氫方法，它是通過水蒸氣與燃料間的反應來制取氫氣的．
（1）在催化劑作用下，CH₄和水蒸氣反應可制得CO和H₂，已知該反應每制得1g H₂，吸收34.4kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式

 

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（2）CO可繼續與水蒸氣反應：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.0kJ?mol^-1．若將1mol甲烷與足量水蒸氣充分反應得到1mol CO₂，該反應的焓變△H=

 

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（3）欲制得較純凈的氫氣，可將（2）中充分反應后的氣體通過足量的燒堿溶液，寫出該反應的離子方程式

 

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Answer 1

考點：有關反應熱的計算,離子方程式的書寫,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）根據熱化學方程式的意義來計算制得6gH₂所吸收的熱量；
（2）根據蓋斯定律來計算化學反應的焓變；
（3）二氧化碳和足量的氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水．

解答： 解：（1）CH₄和水蒸氣反應可制得CO和H₂，已知該反應每制得1gH₂，吸收34.4kJ熱量，則該反應每制得6gH₂，吸收34.4kJ×6=206.4kJ熱量，即CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1，故答案為：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．
則1mol甲烷與足量水蒸氣充分反應得到1mol CO₂，即CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）可以是反應①+②得到，所以反應的焓變=206.4kJ?mol^-1-41.0kJ?mol^-1=+165.4 kJ?mol^-1，故答案為：+165.4 kJ?mol^-1；
（3）（2）中充分反應后的氣體二氧化碳和足量的氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，實質是：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O．

點評：本題考查學生蓋斯定律的應用以及熱化學方程式的書寫等知識，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度中等．