十九大報告提出要對環境問題進行全面、系統的可持續治理。綠色能源是實施可持續發展的重要途徑,利用生物乙醇來制取綠色能源氫氣的部分反應過程如圖1所示。

(1)已知:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH1=-41kJ?mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)?2CO2(g)+6H2(g)ΔH2=+174.1kJ?mol-1
反應Ⅰ的熱化學方程式為 CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ?mol-1CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ?mol-1。
(2)反應Ⅱ在進氣比[n(CO):n(H2O)]不同時,測得相應的CO平衡轉化率見圖2(各點對應的反應溫度可能相同,也可能不同;各點對應的其他反應條件都相同)。
①圖中A、E和G三點對應的反應溫度TA、TE、TG的關系是 TA=TE=TGTA=TE=TG,其原因是 KA=KE=KG=1KA=KE=KG=1。該溫度下,要提高CO平衡轉化率,除了改變進氣比之外,還可采取的措施是 及時移去產物及時移去產物。
②由圖中可知CO的平衡轉化率與進氣比、反應溫度之間的關系是 溫度相同,進氣比越大,CO的平衡轉化率越小;進氣比相同,反應溫度越高,CO的平衡轉化率越小溫度相同,進氣比越大,CO的平衡轉化率越小;進氣比相同,反應溫度越高,CO的平衡轉化率越小。
③A、B兩點對應的反應速率大小:vA<<vB(填“<”、“=”或“>”)。已知反應速率v=v正-v逆=k正x(CO)x(H2O)-k逆x(CO2)x(H2),k為反應速率常數,x為物質的量分數,在達到平衡狀態為D點的反應過程中,當CO的轉化率剛好達到20%時,v正v逆=36.036.0。
(3)反應Ⅲ在飽和KHCO3電解液中,電解活化的CO2來制備乙醇,其原理如圖3所示,則陰極的電極反應式為 14CO2+12e-+9H2O═CH3CH2OH+12HCO-314CO2+12e-+9H2O═CH3CH2OH+12HCO-3。
v
正
v
逆
HCO
-
3
HCO
-
3
【答案】CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ?mol-1;TA=TE=TG;KA=KE=KG=1;及時移去產物;溫度相同,進氣比越大,CO的平衡轉化率越小;進氣比相同,反應溫度越高,CO的平衡轉化率越小;<;36.0;14CO2+12e-+9H2O═CH3CH2OH+12
HCO
-
3
【解答】
【點評】
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發布:2024/9/22 2:0:8組卷:48引用:3難度:0.4
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2.氫在地球上主要以化合態的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質,它構成了宇宙質量的75%,屬于二次能源.工業上生產氫的方式很多,常見的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產生和利用的途徑:
(1)圖1的四個過程中能量轉化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產液態水的熱化學方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應生成NaBO2,且反應前后B的化合價不變,該反應的化學方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態氫,根據平衡移動的原理,可改變的條件之一是
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