[《2012年江苏高考考试说明》样题第二十四题、第二十五题]
24.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。
[11江苏卷第20题]
已知: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) △H=169.8 kJ·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 。
(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进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式: 。
(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下右图所示。图中A、B表示的物质依次是 。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图上右图(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,阳极的电极反应式为 。
(5)Mg2Cu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 。
【解析】该题是以“氢能源利用环节中氢气的制取和储存”为载体而设计的一道综合探究题,试题融化学反应中的能量变化、电化学反应原理、元素化合物和简单化学计算为一体,考查学生对盖斯定律的应用、对C、S、H、O、Mg等元素化合物之间转化关系的掌握、对热化学方程式和电极反应式的正确书写,以及对图给信息的提取和分析能力,引导学生关注化学在新能源利用和科技新发展中的重要作用。
【参考答案】
(1)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=165.0 kJ·mol-1
(2)为H2S热分解反应提供热量
2H2S+SO2 =2H2O+3S (或4H2S+2SO2=4H2O+3S2)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O
(5)2Mg2Cu+3H2 MgCu2+3MgH2 【综合应用,较难】
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