Question

氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．
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
（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为

 

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（2）电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液制氢的装置示意图见图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）．电解时，阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，则阳极的电极反应式为

 

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Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,热化学方程式

专题：电化学专题

分析：（1）根据盖斯定律计算反应热，据此书写该热化学反应方程式；
（2）电解时，阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，根据图知，阳极上还生成氮气，所以阳极是尿素失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和氮气、水．

解答： 解：（1）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，
由盖斯定律可知，①×2-②可得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），
其反应热△H=（+206.2kJ?mol^-1）×2-（+247.4kJ?mol^-1）=+165.0 kJ?mol^-1，
即热化学方程式为CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ?mol^-1；
（2）由阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，尿素在阳极参与反应，且还生成氮气，则阳极反应式为CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案为：（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O．

点评：本题考查了热化学反应及电解原理，根据盖斯定律解答（1），根据图中产物确定阴阳极上发生的电极反应是解本题关键，难点是电极反应式书写，题目难度中等．