在雙碳目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，大批量氫燃料客車在2022年北京冬奧會(huì)上投入使用。穩(wěn)定氫源的獲取是科學(xué)研究熱點(diǎn)，對(duì)以下2種氫源獲取方法進(jìn)行討論。
I.甲醇蒸汽重整制氫
甲醇蒸汽重整制氫過程中有以下化學(xué)反應(yīng)。
| 編號(hào) | 反應(yīng) | 方程式 | △H/kJ?mol-1 |
| R1 | 甲醇蒸汽重整 | CH3OH（g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g） | △H1=+49.24 |
| R2 | 甲醇分解反應(yīng) | CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g） | △H2 |
| R3 | 水汽反應(yīng) | CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g） | △H3=-41.17 |
| R4 | 積碳反應(yīng) | CO（g）+H2（g）?C（s）+H2O（g） | △H＜0 |
| CO2（g）+2H2（g）?C（s）+2H2O（g） | △H＜0 | ||
| 2CO（g）?C（s）+CO2（g） | △H＜0 |
①產(chǎn)氫率=
產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量
消耗的甲醇的物質(zhì)的量
②水碳比（S/C）表示反應(yīng)物中H2O和CH3OH的比值，水碳比的變化是以CH3OH不變，改變H2O的物質(zhì)的量加以控制。
（1）理想產(chǎn)氫率=
3
3
。（2）△H2=
+90.41
+90.41
kJ?mol-1（3）針對(duì)R1進(jìn)行討論：其他條件不變，隨著溫度升高，n（H2）
增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”），理由是 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向進(jìn)行，n（H2）增大
該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向進(jìn)行，n（H2）增大
。（4）其他條件不變，測(cè)得產(chǎn)物摩爾分?jǐn)?shù)（即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，在600～912K時(shí)，隨著溫度升高，氫氣的摩爾分?jǐn)?shù)增大，原因是
R1、R2均為吸熱反應(yīng)，隨著溫度升高，平衡正向移動(dòng)，n（H2）增大，同時(shí)R4為放熱反應(yīng)，隨著溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，n（H2）也增大，R3為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，平衡逆向進(jìn)行，n（H2）減小，R1、R2、R4影響大于R3
R1、R2均為吸熱反應(yīng)，隨著溫度升高，平衡正向移動(dòng)，n（H2）增大，同時(shí)R4為放熱反應(yīng)，隨著溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，n（H2）也增大，R3為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，平衡逆向進(jìn)行，n（H2）減小，R1、R2、R4影響大于R3
。
（5）結(jié)合資料和圖示，提出2條減少積碳的措施.
升高溫度
升高溫度
、增加水碳比
增加水碳比
。II.電解液氨制氫
氨分子中具有較高的含氫量，因此是制氫的優(yōu)選原料。使用NaNH2非水電解質(zhì)研究液氨電解制氫原理，裝置示意圖如圖所示。資料：2NH3?NH4++NH2-。
（6）①某電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為6NH3+6e-=3H2↑+6NH2-，該電極為
b
b
（ 選填a或b）極。②寫出另一極上發(fā)生的電極反應(yīng)
6 NH2--6e-=N2↑+4NH3
6 NH2--6e-=N2↑+4NH3
。③不考慮其它能量損耗，利用該裝置產(chǎn)生1mol氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是
2
2
mol。【答案】3；+90.41；增大；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向進(jìn)行，n（H2）增大；R1、R2均為吸熱反應(yīng)，隨著溫度升高，平衡正向移動(dòng)，n（H2）增大，同時(shí)R4為放熱反應(yīng)，隨著溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，n（H2）也增大，R3為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，平衡逆向進(jìn)行，n（H2）減小，R1、R2、R4影響大于R3；升高溫度；增加水碳比；b；6 NH2--6e-=N2↑+4NH3；2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：56引用：2難度：0.6
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1．升高溫度，下列數(shù)據(jù)不一定增大的是（ ）
發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：31引用：4難度：0.7 -
2．催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是（ ）
①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：90引用：3難度：0.5 -
3．現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴(kuò)大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應(yīng)式為．
②工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：26引用：3難度：0.5
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