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)+O2 (g)H2O(l) ΔH=285.8 kJ mol1

C．2H2 + O22H2O (l) ΔH= 571.6 kJ mol1

D．H2 (g)+O2 (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+2 HBr

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】（1）B（2分）

（2）HgBr2+CaOHgO+CaBr2（2分）

循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染（2分）

（3）①SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4（2分）

②2H2SO42SO2 ↑ +O2↑+2H2O（2分） SO2和I2可循环使用，无污染（2分）

【解析】（1）实验测得，1 g（0.5 mol）氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则2 g（1 mol）氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ×2=285.8 kJ热量。故氢气的燃烧热的热化学方程式为H2 (g)+O2 (g) H2O(l) ΔH=285.8 kJ mol1。

（2）理想的原子经济性反应是原材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利用率，尽量达到100%。根据原子经济，可知最终反应为2H2O2H2↑+O2↑，根据盖斯定律将（①+②+③）×2+④，可得反应③为HgBr2+CaOHgO+CaBr2；该方法中需要750℃，需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染。

（3）由制备氢气的过程可知，反应①发生的反应为SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4，反应②发生的反应为2H2SO42SO2 ↑ +O2↑+2H2O；该法制取氢气最大的优点是SO2和I2可循环使用，无污染。