Question

《全球科技经济瞭望》报道了美国氢燃料电池技术的发展．科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源，氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量．
即：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.5kJ/mol．
（1）试分析“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源的原因

 

；

 

（指出两个优点即可）．
（2）目前世界上的氢气绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取．请写出工业上由天然气与H₂O（g）反应制氢气的化学反应方程式

 

．
（3）利用硫-碘热循环法制取氢气也是化学家常用的一种方法，总反应方程式为2H₂O

SO2、I2  .

2H₂↑+O₂↑，其循环过程分三步进行：
（a）SO₂+I₂+H₂O→A（

 

）+B（

 

）
（b）A（

 

）→

 

+

 

（c）B（

 

）→

 

+

 

+

 

完成以上三步反应，并确定最难进行的反应为

 

．
（4）目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，如图所示，这是一种最理想的氢能源循环体系，类似于生物的光合作用，太阳能和水是用之不竭的，而且价格低廉．急需化学家研究的是

 

．

Answer 1

考点：清洁能源,常见的能量转化形式

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）运用氢气燃烧只生成水无污染的性质解答；
（2）仿照用水蒸气与炽热的碳反应为 C+H₂O═CO+H₂ 解答；
（3）根据SO₂和I₂的氧化还原反应产物来分析本题，并结合物质的稳定性来解答反应的难易；
（4）运用光合作用的循环体系和开发氢能原面临的问题解答．

解答： 解：（1）水做原料制氢资源丰富；燃烧产物是水无污染；发热量高所以氢能是未来最理想的新能源，故答案：用水做原料制氢资源丰富；燃烧产物是水无污染；
（2）该反应式的书写要注意工业上充分利用天然气，获得更多的氢气，必须利用廉价的水来提供氢，而不是直接分解．另外产物是二氧化碳，而不是一氧化碳，这样甲烷的利用率才更高．故反应式为CH₄+2H₂O（g）

高温  .

CO₂+4H₂，故答案为：CH₄+2H₂O（g）

高温  .

CO₂+4H₂；
（3）根据SO₂和I₂在水溶液中发生氧化还原反应，SO₂被氧化为H₂SO₄，I₂被还原为HI，故反应为：SO₂+I₂+2H₂O═2HI+H₂SO₄；
再根据A的分解产物只有两种，故A为HI，分解反应为：2HI

高温  .

H₂+I₂；
分解为B的分解产物有三种，故B为H₂SO₄，分解反应为：2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂↑+2H₂O；
由于硫酸很稳定，所以反应（c）最难进行，
故答案为：（a）SO₂+I₂+2H₂O═2HI+H₂SO₄
（b）2HI

高温  .

H₂+I₂
（c）2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂↑+2H₂O
反应（c）最难进行；
（4）由图可见，科学家需研究出合适的光分解催化剂，它能在光照下促使水的分解速率加快．故答案为：合适的光分解催化剂．

点评：能源问题是当今世界的热点问题，新能源的开发和利用问题结合有关化学知识的考查成为中考的热点之一．