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
2H₂S（g）=2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ?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）H₂S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，其目的是

 

燃烧生成的SO₂与H₂S反应生成H₂O+S₂，则每生成1mol S₂，转移的电子数为

 

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（3）H₂O的热分解也可得到H₂，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示．图中A、B表示的物质依次是

 

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（4）电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液制氢的装置见图2（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，阳极的电极反应式为

 

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Answer 1

考点：热化学方程式,氧化还原反应的电子转移数目计算,反应热和焓变,化学电源新型电池

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）依据盖斯定律，利用热化学方程式计算得到所需热化学方程式，书写化学方程式，标注物质聚集状态和对应反应量的反应热；
（2）使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量；结合反应化学方程式电子守恒计算电子转移；
（3）由图可知，水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子2倍，据此判断；
（4）由图可知，CO（NH₂）₂在阳极放电生成N₂，C元素价态未变化，故还有碳酸钾生成与水生成；

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
依据盖斯定律①×2-②得到：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8 kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8 kJ?mol^-1；
（2）H₂S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量，燃烧生成的SO₂与H₂S反应生成H₂O+S₂，反应的化学方程式为：4H₂S+2SO₂═4H₂O+3S₂，则每生成1mol S₂，电子转移数为

8

3

N_A：
故答案为：为H₂S热分解反应提供热量；

8

3

N_A；
（3）由图可知，水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子2倍，故A为氢气、B为氧气，
故答案为：氢气、氧气；
（4）由图可知，CO（NH₂）₂在阳极放电生成N₂，C元素价态未变化，故还有碳酸钾生成与水生成，电极反应式为CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案为：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；

点评：本题考查热化学方程式的书写、电解原理、常用化学用语书写等，主要是氧化还原反应电子转移计算，电解池原理的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．