Question

氢气是一种理想的“绿色能源”，如图1为氢能产生与利用的途径

（1）如图1中4个过程中能量转化形式有

 

A．2种B．3种C．4种D．4种以上
（2）电解过程要消耗大量电能，而使用微生物作催化剂在阳光下即可分解：
2H₂O（1）

通电  .

2H₂（g）+O₂（g）△H₁
2H₂O（1）

光照    .

催化剂

2H₂（g）+O₂（g）△H₂
以上反应的△H₁

 

△H₂ （选填“＞“、“＜”或“=”）
（3）已知H₂O（1）→H₂O（g）△H=+44mol?L^-1，依据右图2能量变化写出氢气燃烧生成液态水的热化学方程式

 

（4）氢能利用需要选择合适的储氢材料
①镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆ （s）释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件之一是′

 

②一定条件下，如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢，总反应：2C₇H₈+6H₂O（1）

一定条件  .

2C₇H₁₄+3O₂ （g）电解过程中产生的气体X为

 

，电极A发生的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,热化学方程式,电解原理

专题：

分析：（1）根据如图1中4个过程中能量转化形式分析；
（2）根据焓变只与反应物和生成物的状态及其系数有关来分析；
（3）由图象可知H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=683.8-925.6=-241.8kJ?mol^-1，结合H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1利用盖斯定律进行计算；
（4）①根据LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆ （s）释放出气态氢，则平衡向逆向移动，据此分析；
②该实验的目的是储氢，根据反应总反应，得出电解过程中产生的气体X为O₂；电极A上发生的反应C₇H₈得电子和氢离子生成C₇H₁₄；

解答： 解：（1）由如图1中4个过程，则能量转化形式有太阳能转化成电能，电能与化学能之间的转化，化学能转化成热能，光能等，所以4个过程中能量转化形式有4种以上，故选：D；
（2）因为焓变只与反应物和生成物的状态及其系数有关，所以2H₂O（1）

通电  .

2H₂（g）+O₂（g）△H₁2H₂O（1）

光照    .

催化剂

2H₂（g）+O₂（g）△H₂，反应物生成物完全相同，所以△H₁=△H₂；故答案为：=；
（3）由图象可知①H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=683.8-925.6=-241.8kJ?mol^-1，
已知②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，
利用盖斯定律将①×2-②×2可知2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6 kJ?mol^-1，
故答案为：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6 kJ?mol^-1；
（4）①欲使LaNi₅H₆ （s）释放出气态氢，则平衡向逆向移动，由LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0为气体减小的放热反应，所以可以升高温度或降低压强，平衡向逆向移动；故答案为：升高温度或降低压强；
②该实验的目的是储氢，根据反应总反应，得出电解过程中产生的气体X为O₂；电极A上发生的反应C₇H₈得电子和氢离子生成C₇H₁₄，反应式为 C₇H₈+6H⁺+6e^-═C₇H₁₄；故答案为：O₂；C₇H₈+6H⁺+6e^-═C₇H₁₄；

点评：本题考查了盖斯定律的应用、化学平衡及其电解池原理等知识点，根据化学平衡移动原理、电解原理等知识点来分析解答，难度不大．