氫能是一種公認(rèn)的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源，過渡成清潔高效低排放的氫能源。氫能應(yīng)用包括以下三個(gè)環(huán)節(jié)：
一、氫燃料的制備
（1）我國氫氣的主要來源是焦?fàn)t氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H2S，干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應(yīng)方程式為Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2OFe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O。
（2）我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應(yīng)器中存在如下反應(yīng)：
ⅰ．CO2（g）+C（S）═2CO（g）△H1
ⅱ．C（g）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H2
ⅲ．C（s）+2H2（g）═CH4（g）△H3
ⅳ．CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H4
ⅴ．CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H5
①△H5=2△H2-△H1-△H3或△H5=2△H4-△H3+△H1或△H5=△H2+△H4-△H32△H2-△H1-△H3或△H5=2△H4-△H3+△H1或△H5=△H2+△H4-△H3。
②研究中CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和松木屑所含碳的物質(zhì)的量比確定，在750℃，控制水蒸氣流量為0.1g/（min?g）下，探究催化劑結(jié)果如表所示。
n （ C a ） n （ C ） |
氣體體積分?jǐn)?shù) | 碳轉(zhuǎn)化率/% | |||
| H2 | CO | CO2 | CH4 | ||
| 0 | 45.58 | 22.70 | 22.37 | 7.54 | 61.22 |
| 0.5 | 52.95 | 21.74 | 19.11 | 5.14 | 56.59 |
| 1.0 | 58.62 | 22.37 | 12.60 | 5.31 | 61.42 |
n
（
C
a
）
n
（
C
）
1
1
時(shí)最為合理。n
（
C
a
）
n
（
C
）
CaO作為CO2的吸收劑，使產(chǎn)氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應(yīng)平衡向生成H2的方向移動
CaO作為CO2的吸收劑，使產(chǎn)氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應(yīng)平衡向生成H2的方向移動
。體系的氣化溫度不僅對木屑的熱解氣化反應(yīng)有影響，而且對CaO吸收CO2的能力以及CaCO3的分解反應(yīng)也有很大影響。實(shí)驗(yàn)過程中，控制
n
（
C
a
）
n
（
C
）
| 溫度/℃ | 氣體體積分?jǐn)?shù) | 碳轉(zhuǎn)化率/% | ||
| H2 | CO | CO2 | ||
| 700 | 51.78 | 20.75 | 19.89 | 54.37 |
| 750 | 58.62 | 22.37 | 12.60 | 61.42 |
| 800 | 55.63 | 26.05 | 12.71 | 73.43 |
| 850 | 54.16 | 26.94 | 13.82 | 83.34 |
750℃
750℃
。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低，原因是CaO吸收CO2產(chǎn)生的CaCO3附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進(jìn)一步吸收
CaO吸收CO2產(chǎn)生的CaCO3附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進(jìn)一步吸收
。二、氫燃料的存儲
（3）將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運(yùn)輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優(yōu)點(diǎn)，是理想的液體儲氫平臺分子。我國學(xué)者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑，反應(yīng)過程中，在催化劑的表面同時(shí)活化水和甲醇。圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程（TS表示過渡態(tài)）。
根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是
O-H鍵和C-H鍵
O-H鍵和C-H鍵
，該反應(yīng)的△H小于
小于
0（填“大于”、“等于”或“小于”）三、氫燃料電池實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化
一種氫能電池的原理如圖：
（4）正極的電極反應(yīng)式為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
。在Pt電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，原因是鉑粉吸附氣體的能力強(qiáng)
鉑粉吸附氣體的能力強(qiáng)
。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算．
【答案】Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O；2△H2-△H1-△H3或△H5=2△H4-△H3+△H1或△H5=△H2+△H4-△H3；1；CaO作為CO2的吸收劑，使產(chǎn)氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應(yīng)平衡向生成H2的方向移動；750℃；CaO吸收CO2產(chǎn)生的CaCO3附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進(jìn)一步吸收；O-H鍵和C-H鍵；小于；O2+2H2O+4e-=4OH-；鉑粉吸附氣體的能力強(qiáng)
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：46引用：2難度：0.6
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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