Question

面对能源与环境等问题，全球大力发展新能源的同时，还倡导节能减排、低碳经济．请回答下列问题：Ⅰ、氢气

面对能源与环境等问题，全球大力发展新能源的同时，还倡导节能减排、低碳经济．请回答下列问题：Ⅰ、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）+3H2O（g）△H=+206.2kJ?mol-1CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4kJ?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）电解尿素CO（NH2）2的碱性溶液制氢的装置如图所示（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______．（3）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）．则Mg2Cu与H2反应反应的化学方程式为______．Ⅱ、碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点．一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生可逆反应：W（s）+I2（g）?WI2（g）．为模拟该反应，在实验室中准确称取0.508g碘、0.6992g金属钨放置于50.0mL密闭容器中，在一定温度下反应．如图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n（WI2）-t]，其中曲线I（0～t2时间段）的反应温度为450℃，曲线Ⅱ（从t2时刻开始）的反应温度为530℃．（4）该反应是______（填写“放热”或“吸热”）反应．在450℃时，该反应的平衡常数K=______．（5）若保持450℃温度不变，向该容器中再加入0.508g碘，当再次达到平衡时，反应混合气体中I2的百分含量______（填“变大”、“不变”或“变小”）．（6）若保持450℃温度不变，向该容器中再加入0.002mol W、0.000 6mol I2、0.0054mol WI2，则化学平衡______ （填“正向移动”、“不移动”或“逆向移动”）．

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

Answer 1

（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，
由盖斯定律可知，①×2-②可得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），
其反应热△H=（+206.2kJ?mol^-1）×2-（+247.4kJ?mol^-1）=+165.0 kJ?mol^-1，
即热化学方程式为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）由阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，尿素在阳极参与反应，则阳极反应式为CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案为：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；
（3）令金属氢化物为RH_x，金属R的相对分子质量为a，则

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

△   .

MgCu₂+3MgH₂，
故答案为：2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂；
（4）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，WI₂的物质的量减少，说明化学平衡逆向移动，因此正反应方向放热，W（s）+I₂（g）?WI₂（g），
初起量：0.002      0
变化量：1.80×10^-3  1.80×10^-3
平衡量：0.2×10^-3   1.80×10^-3
所以K=

1.80×10?3

0.2×10?3

=9，故答案为：放热；9；
（5）相等增大压强，两边的计量数相等，平衡不移动，所以百分含量相等，故答案为：不变；
（6）Qc=

0.0054mol

0.000 6mol

=9=K，平衡不移动，故答案为：不移动．