Question

氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点；氢气也是重要的化工原料。

（1）纳米级的Cu₂O可作为太阳光分解水的催化剂．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu₂O并通入0.10mol水蒸气发生反应：

2H₂O（g）2H₂（g）+O₂（g）△H=+484kJ•mol^﹣1，不同时段产生O₂的量见下表：

时间/min	20	40	60	80
n（O2）/mol	0.0010	0.0016	0.0020	0.0020

上述反应过程中能量转化形式为光能转化为          能，达平衡过程中至少需要吸收光能为         kJ（保留三位小数）。

（2）氢气是合成氨工业的原料，合成塔中每产生2mol NH₃，放出92.2kJ热量．已知：

则1mol N﹣H键断裂吸收的能量约等于           。

（3）已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=﹣483.6kJ/mol

N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol

则H₂还原NO₂生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是                      。

（4）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 H₂+2NiO(OH) 2Ni(OH)₂。请由总反应式回答：

.电解质溶液应该是               （选填酸溶液、碱溶液），

②.电池放电时，负极反应式为                      ，

.外电路中每通过0.2N_A个电子时，H₂的质量理论上减小             g，

.电池工作时，电子由     极通过外电路流向       极（选填正、负）。

Answer

(1) 化学 0.968 (2) 391 kJ

(3) 4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4 H2O（g）△H=﹣1034.9 kJ/mol

(4) 碱溶液 ②H2-2e-+2OH-=2H2O 0.2 负、正

【解析】

试题分析： （1）反应为光能转化为化学能的过程，达平衡时生成氧气0.0020mol，计算吸收的光能为484×0.0020=0.968；（2）从键能角度考虑，ΔH=反应物的键能和-生成物的键能和，假设N-H的键能为x，（945.8+3×436）-6x=-92.2，解得x=391；（3）由盖斯定律①×2-②解得热化学方程式为：

4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4 H2O（g）△H=﹣1034.9 kJ/mol （4）判断电池的总反应式确定电解质溶液为碱性，且负极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，并计算得到消耗的氢气为0.2g。

考点：能量间的相互转化、热化学方程式的书写、电化学原理。