Question

2．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
CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ/mol
2H₂S（g）=2H₂（g）+S_2（g）△H=+169.8kJ/mol
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CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=-165.0kJ•mol^-1．
②H₂S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，其目的是为H₂S热分解反应提供热量；燃烧生成的SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式2H₂S+SO₂═2H₂O+3S．
③H₂O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所示．图中A、B表示的物质依次是氢原子、氧原子．

④Mg₂Cu是一种储氢合金．350℃时，Mg₂Cu与H₂反应，生成MgCu₂和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）．Mg₂Cu与H₂反应的化学方程式为：2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂．

Answer 1

分析 ①根据盖斯定律，利用已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算，据此书写；
②使部分H₂S燃烧放出热量，为H₂S热分解反应提供热量；SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均非气体，二者反应生成S与H₂O；
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令金属氢化物为RH_x，金属R的相对分子质量为a，则$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH₂．

解答 解：①已知：
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，①×2-②得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使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量，SO₂与H₂S进一步反应，生成物在常温下均非气体，二者反应生成S与H₂O，
反应方程式为2H₂S+SO₂═2H₂O+3S，
故答案为：为H₂S热分解反应提供热量；2H₂S+SO₂═2H₂O+3S；
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为氢原子、B为氧原子，故答案为：氢原子、氧原子；
④令金属氢化物为RH_x，金属R的相对分子质量为a，则$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH₂，故反应方程式为2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂，
故答案为：2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂．

点评 本题考查热化学方程式的书写、常用化学用语书写等方面的知识，注意知识的迁移和应用是关键，难度不大．