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解答题-原理综合题 较难0.4 引用3 组卷433
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。
(1)以甲烷和为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
已知:   
①甲烷与制取氢气时,常向反应器中通入一定比例空气,其目的是___________
的热分解也可得到,高温下水分解体系中各种微粒的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的微粒依次是___________

(2)一定条件下,利用如图所示装置实现的电化学储氢(忽略其它有机物的反应)。

①写出由生成的电极反应式:___________

②该装置的电流效率___________。(×100%)

(3)70~80℃,利用的相互转化实现的储存与释放,其释放的一种机理如图-1所示,该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图-2所示。

①写出释氢反应的离子方程式:___________
②根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅱ、Ⅲ可以描述为___________,1个氢氧键断裂后带正电的氢与催化剂表面带负电的Pd成键。
③70~80℃,利用相同的催化剂,调节压强能够实现上述释氢的逆转化,达到储氢的目的。从能源利用、环境保护和物质转化角度分析,该储氢与(2)中电化学储氢方法相比,其优点有___________
23-24高三上·江苏苏州·期中
知识点:原电池电极反应式书写电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断常见无机物的制备物质制备的探究 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。近年来催化重整制氢是氢能源获取的重要途径,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
甲烷水蒸气重整过程中自由能(,设不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示:

(1)反应Ⅱ焓变的符号:_____________0(填“”或“”),理由是_____________________
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后,下列说法正确的是                 
A.及时分离出二氧化碳,可以使得反应Ⅰ的正反应速率增大
B.降低温度,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅲ正向移动
C.加入反应Ⅲ的催化剂,可以降低该反应的活化能和反应热
D.增大水蒸气的浓度,有利于提高甲烷的平衡转化率

(3)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入,起始时的分压分别为,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。反应进行时达到平衡状态,此时的分压分别为
的平衡分压为_________________(用含的代数式表示,下同)。
②反应Ⅰ的_________________(用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
(4),利用的相互转化实现的储存与释放,其释放的一种机理如图-1所示,该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图-2所示。

①写出释氢反应的离子方程式:_________________________________
②根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅰ、Ⅱ可以描述为_________________
氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。CH4-H2O(g)催化重整制氢,主要反应如下:
反应I:CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g)       H1
反应Ⅱ:CH4(g)+2H2O(g)4H2(g)+CO2(g)       H2
反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)       H=-41.2kJ•mol-1
CH4-H2O(g)重整过程中自由能(G=H-TS,设H和S不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示:

(1)反应Ⅱ焓变的符号:H2_______0(填“>”或“<”),理由是_______
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后,下列说法正确的是_______
A.及时分离出二氧化碳,可以使得反应I的正反应速率增大
B.降低温度,反应I逆向移动,反应Ⅲ正向移动
C.加入反应Ⅲ的催化剂,可以降低该反应的活化能和反应热
D.增大水蒸气的浓度,有利于提高甲烷的平衡转化率
(3)反应Ⅲ的速率v=v-v=kc(CO)•c(H2O)-kc(CO2)•c(H2),其中k、k分别为正、逆反应速率常数。升高温度时lgk-lgk_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入CH4和H2O(g),起始时CH4和H2O(g)的分压分别为2MPa、6MPa,发生反应I、Ⅱ、Ⅲ。反应进行t1min时达到平衡状态,此时CO、CO2的分压分别为aMPa、bMPa。
①H2O(g)的平衡分压为_______MPa(用含a、b的代数式表示,下同)。
②反应I的Kp=_______(用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
(5)70~80℃,利用HCO与HCOO-的相互转化实现H2的储存与释放,其释放H2的一种机理如图1所示,该过程中使用的Pd/Ag/TiO2复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图2所示。

①写出释氢反应的离子方程式:_______
②根据元素电负性的变化规律,步骤I、Ⅱ可以描述为_______

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