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氢气是一种清洁能源.制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题.(1)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如1图所示:①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳
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更新时间:2024-04-23 14:01:12
问题描述:

氢气是一种清洁能源.制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题.

(1)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如1图所示:

①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是___.

②第Ⅱ步反应为可逆反应.800℃时,若CO的起始浓度为2.0mol•L-1,水蒸气的起始浓度为3.0mol•L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2mol•L-1,则CO的平衡转化率为___.

(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B元素的化合价不变,该反应的化学方程式为___,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为___.

(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢.

FeSO4/Al2O3

高温+3H2(g)

在某温度下,向恒容容器中加入环已烷,其起始浓度为a mol•L-1,平衡时苯的浓度为b mol•L-1,该反应的平衡常数K=___(用含a、b的关系式表达).

(4)一定条件下,如2图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外,近似认为无其它有机物生成).

①实现有机物储氢的电极是___;

A.正极 B.负极 C.阴极 D.阳极

其电极反应方程为:___.

②该储氢装置的电流效率η明显小于100%,其主要原因是相关电极除目标产物外,还有一种单质气体生成,这种气体是___.由表中数据可知,此装置的电流效率η=___.[η=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%,计算结果保留小数点后1位].

陈国防回答:
  (1)①根据第一步反应过程可以得出:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g),△H=-103.3KJ/mol;根据第二步反应过程可以得出:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g),△H=-33.2KJ/mol;根据盖斯定律,上下两式相加可得...
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