Question

【題目】氫能是未來最理想的新能源。

（1）某化學家根據“原子經濟”的思想，設計了如下制備H2的反應步驟：

①CaBr2+H2OCaO+2HBr ②2HBr+HgHgBr2+H2

③HgBr2+__________ +_____④2HgO2Hg+O2↑

請你根據“原子經濟”的思想完成上述步驟③的化學方程式：________。

根據“綠色化學”的思想評估該方法制H2的主要缺點：________。

（2）已知2H2(g) + O2(g) ==2H2O(l)；△H=–571.6 kJ·

C3H8(g) +5O2(g) ==3CO2(g) + 4H2O(l)；△H=–2220.0 kJ·,

試比較同質量的H2和C3H8燃燒，產生的熱量比值約為____________：1。

Answer 1

【答案】 HgBr2+CaOHgO+CaBr2 循環過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，會產生污染 2.8

【解析】（1）理想的原子經濟性反應是原材料分子中的原子全部轉變成所需產物，不產生副產物，實現零排放．原子利用率是指反應物中的所有原子進入期望產物中的百分比，綠色化學的特征之一是提高原子利用率，盡量達到100%，根據原子經濟原則，可知最終反應為：2H2O═2H2↑+O2↑；根據蓋斯定律將（①+②+③）×2+④，可知反應③為HgBr2+CaOHgO+CaBr2；該方法中需要750℃，消耗能量高，且有重金屬污染；正確答案：HgBr2+CaOHgO+CaBr2；循環過程需要很高的能量，且使用重金屬汞，產生污染。

（2）設H2和C3H8的質量均為ag，則根據2H2(g) + O2(g) ==2H2O(l)；△H=–571.6 kJ·反應可知，ag氫氣產生的熱量：a/2×571.6÷2=142.9a kJ，根據C3H8(g) +5O2(g) ==3CO2(g) + 4H2O(l)；△H=–2220.0 kJ·反應可知，ag C3H8產生的熱量：a/44×2220=50.45 a kJ，二者產生的熱量比值約為：2.8:1；正確答案：2.8。