Question

5．氫氣是一種理想的“綠色能源”，圖1為氫能產(chǎn)生與利用的途徑

（1）圖1中4個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化形式有D
A．2種B．3種C．4種D．4種以上
（2）電解過程要消耗大量電能，而使用微生物作催化劑在陽光下即可分解
2H₂O（l）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂（g）+O₂（g）△H₁
2H₂O（l）$\frac{\underline{\;\;\;光照\;\;\;}}{催化劑}$2H₂（g）+O₂（g）△H₂
以上反應(yīng)的△H₁=△H₂ （選填“＞“、“＜”或“=”）
（3）已知H₂O（1）→H₂O（g）△H=+44mol•L^-1，依據(jù)右圖能量變化寫出氫氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6 kJ•mol^-1
（4）氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料
①鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物：LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆ （s）釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可改變的條件之一是′升高溫度或降低壓強(qiáng)
②一定條件下，如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫，總反應(yīng)：2C₇H₈+6H₂O（1）$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2C₇H₁₄+3O₂ （g） 電解過程中產(chǎn)生的氣體X為O₂，電極A發(fā)生的電極反應(yīng)式為C₇H₈+6H⁺+6e^-═C₇H₁₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)如圖1中4個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化形式分析；
（2）根據(jù)焓變只與反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)及其系數(shù)有關(guān)來分析；
（3）由圖象可知H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=683.8-925.6=-241.8kJ•mol^-1，結(jié)合H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；
（4）①根據(jù)LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0，欲使LaNi₅H₆ （s）釋放出氣態(tài)氫，則平衡向逆向移動(dòng)，據(jù)此分析；
②該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，根據(jù)反應(yīng)總反應(yīng)，得出電解過程中產(chǎn)生的氣體X為O₂；電極A上發(fā)生的反應(yīng)C₇H₈得電子和氫離子生成C₇H₁₄．

解答 解：（1）由如圖1中4個(gè)過程，則能量轉(zhuǎn)化形式有太陽能轉(zhuǎn)化成電能，電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)化，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，光能等，所以4個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化形式有4種以上，
故選：D；
（2）因?yàn)殪首冎慌c反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)及其系數(shù)有關(guān)，所以2H₂O（1）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂（g）+O₂（g）△H₁2H₂O（1）$\frac{\underline{\;\;\;光照\;\;\;}}{催化劑}$2H₂（g）+O₂（g）△H₂，反應(yīng)物生成物完全相同，所以△H₁=△H₂；故答案為：=；
（3）由圖象可知①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=683.8-925.6=-241.8kJ•mol^-1，
已知②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1，
利用蓋斯定律將①×2-②×2可知2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6 kJ•mol^-1，
故答案為：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6 kJ•mol^-1；
（4）①欲使LaNi₅H₆ （s）釋放出氣態(tài)氫，則平衡向逆向移動(dòng)，由LaNi₅（s）+3H₂（g）?LaNi₅H₆（s）△H＜0為氣體減小的放熱反應(yīng)，所以可以升高溫度或降低壓強(qiáng)，平衡向逆向移動(dòng)，故答案為：升高溫度或降低壓強(qiáng)；
②該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，根據(jù)反應(yīng)總反應(yīng)，得出電解過程中產(chǎn)生的氣體X為O₂；電極A上發(fā)生的反應(yīng)C₇H₈得電子和氫離子生成C₇H₁₄，反應(yīng)式為 C₇H₈+6H⁺+6e^-═C₇H₁₄，
故答案為：O₂；C₇H₈+6H⁺+6e^-═C₇H₁₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡及其電解池原理等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理、電解原理等知識(shí)點(diǎn)來分析解答，難度不大．