Question

“氢能”被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢气的燃烧效率非常高，只要在汽油中加入4%的氢气，就可使内燃机节油40%。目前，氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。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） ΔH＝206.2 kJ·mol^－1
CH₄（g）＋CO₂（g）=2CO（g）＋2H₂（g） ΔH＝247.4 kJ·mol^－1
2H₂S（g）=2H₂（g）＋S₂（g） ΔH＝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热分解制氢气时，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，生成物在常温下均为非气体，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图1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________________。
（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____________。

Answer 1

（1）CH₄（g）＋2H₂O（g）=CO₂（g）＋4H₂（g） ΔH＝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^－=CO₃^2-＋N₂↑＋6H₂O
（5）2Mg₂Cu＋3H₂MgCu₂＋3MgH₂

解析