Question

氢气是一种清洁能源，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)＋2S (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，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：____________。

（3）电解尿素[CO(NH₂)₂]的碱性溶液制氢的装置示意图如图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)，碳元素的电解产物最终被碱液吸收生成碳酸根。电解时，阴、阳极的电极反应式分别为____________，  _______________。

Answer

CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1 为H2S热分解反应提供热量 2H2S＋SO2===2H2O＋3S 2H2O + 2e－ = H2↑＋2OH－ CO(NH2)2＋8OH――6e－===＋N2↑＋6H2O

【解析】

（1）根据盖斯定律书写CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式；(2)根据 H2S燃烧放热分析；SO2与H2S反应生成水和硫单质；（3）阳极CO(NH2)2失电子发生氧化反应，生成碳酸根离子和氮气；阴极是水得电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子。

（1）①CH4(g)＋H2O(g)= CO(g)＋3H2(g) ΔH ＝＋206.2 kJ·mol－1

②CH4(g)＋CO2(g)= 2CO(g)＋2H2(g) ΔH ＝＋247.4 kJ·mol－1；

根据盖斯定律①②得CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1；(2) H2S燃烧放热，可以为H2S热分解反应提供热量；SO2与H2S反应生成水和硫单质，反应方程式是2H2S＋SO2===2H2O＋3S；（3）阴极是水得电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式是2H2O + 2e－ = H2↑＋2OH－；阳极CO(NH2)2失电子发生氧化反应，生成碳酸根离子和氮气，电极反应式是CO(NH2)2＋8OH――6e－===CO＋N2↑＋6H2O。