Question

15．有科學家預言，氫能將成為21世紀的主要能源，而且是一種理想的綠色能源．
（1）氫能被稱為綠色能源的原因是無污染（任答一點）
（2）在101KP下，2g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ的熱量，請回答下列問題
①該反應生成物總能量小于反應物總能量（填“大于”，“小于”或“等于”）
②氫氣的燃燒熱為285.8kJ•mol^-1
③該反應的熱化學方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
④若1mol氫氣完全燃燒生成1mol氣態(tài)水放出241kJ的熱量，已知H-H鍵能為436kJ•mol^-1，O=O鍵能為498kJ•mol^-1，計算H-O鍵能為463kJ•mol^-1
（3）氫能的存儲是氫能利用的前提，科學家研究出一種儲氫合金Mg₂Ni，已知：
Mg（s）+H₂（g）═MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ•mol^-1；
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）═Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-1；
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃．
則△H₃=+84.6kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）氫氣燃燒生成水，無污染；
（2）2g氫氣為1mol，完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ的熱量，可知燃燒熱為285.8 kJ•mol^-1，為放熱反應，化學反應放出的熱量=新鍵生成釋放的能量-舊鍵斷裂吸收的能量；
（3）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需讓化學方程式，
①Mg（s）+H₂（g）═MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ•mol^-1
②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）═Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
由蓋斯定律②-2×①得到．

解答 解：（1）氫氣燃燒生成水，無污染，為清潔能源，故答案為：無污染；
（2）①為放熱反應，則生成物的總能量小于反應物總能量，故答案為：小于；
  ②2g氫氣為1mol，完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ的熱量，可知燃燒熱為285.8 kJ•mol^-1，故答案為：285.8 kJ•mol^-1；
③燃燒熱為285.8 kJ•mol^-1，則熱化學方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1，故答案為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1；
④若1mol氫氣完全燃燒生成1mol氣態(tài)水放出241kJ的熱量，已知H-H鍵能為436kJ•mol^-1，O=O鍵能為498kJ•mol^-1，燃燒的熱化學方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ/mol，
設形成1mol H-O鍵完全斷裂時吸收熱量為X kJ，436KJ×2+496KJ-4X=-482kJ，
解得X=463KJ，
故答案為：463；
（3）①Mg（s）+H₂（g）═MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ•mol^-1
②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）═Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
由蓋斯定律②-2×①得到Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃ =-64.4KJ/mol-2×（-74.5KJ/mol）=+84.6KJ/mol，則△H₃=+84.6KJ/mol，
故答案為：+84.6．

點評 本題綜合考查化學反應與能量變化，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，本題注意把握計算反應熱的角度，難度不大．