Question

4．目前，由化学能转变为热能或电能仍是人类使用的最主要能源．
I．氢气是一种很有前途的新能源，以水为原料大量制取氢气的最理想途径是a．
a．利用太阳能直接将水分解产生氢气    b．以焦炭和水制取水煤气后分离出氢气
c．用Fe跟HCl反应放出氢气           d．由热电站提供电力电解水产生氢气
II．下表列出了断裂1mol某些化学键所需的能量

化学键	H-H	O=O	O-H
能量（kJ）	436	a	463

已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1，回答下列问题：
（1）该反应属于_放热（填“放热”或“吸热”）反应，1mol H₂（g）和0.5molO₂（g）的总能量大于（填“大于”“小于”或“等于”） 1mol H₂O（g）的总能量，此反应中化学能主要转化为热能．
（2）表中a=496.4 kJ．
（3）若H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1
请写出H₂（g）燃烧生成液态水时的热化学方程式_H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 Ⅰ、以水为原料制取氢气，需要消耗另一种能源，如水力，化石燃料等，而且这些能源都比较紧缺．而利用太阳能在某种催化剂作用下分解水是最好的，太阳能环保无污染，且取之不尽用之不竭，据此分析；
II．（1）根据反应H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1＜0为放热反应即反应物的总能量大于生成物的总能量判断；
（2）根据△H=反应物键能之和-生成物键能之和计算；
（3）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1
根据盖斯定律①-②书写热化学方程式．

解答 解：Ⅰ、a．太阳能环保无污染，且资源相当丰富，取之不尽用之不竭，故a正确；
b．焦炭是不可再生资源，故b错误；
c．用铁和盐酸反应放出氢气成本太高，故c错误；
d．电能是清洁能源，无需转化为氢气，故d错误；
故选a；
II．（1）因为反应H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1＜0，所以该反应属于放热反应，反应中化学能主要转化为热能，放热反应即反应物的总能量大于生成物的总能量，则1mol H₂（g）和0.5molO₂（g）的总能量大于1mol H₂O（g）的总能量，故答案为：放热，大于，热能；
（2）△H=反应物键能之和-生成物键能之和=436KJ/mol+$\frac{1}{2}$aKJ/mol-2×463KJ/mol=-241.8KJ/mol，则a=496.4KJ/mol，
故答案为：496.4；
（3）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1，根据盖斯定律①-②得H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-241.8kJ•mol^-1-44kJ•mol^-1=-285.8 kJ•mol^-1，故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8 kJ•mol^-1．

点评 本题考查反应热的有关计算，热化学方程式书写，注意掌握根据盖斯定律、热化学方程式、反应焓变利用键能的计算方法，题目难度中等．