(15分)氢能是一种公认的高热值清洁能源,目前世界各国正致力于将高污染高排放的碳能源,过渡成清洁高效低排放的氢能源。氢能应用包括以下三个环节: Ⅰ.氢燃料的制备 (1)我国氢气的主要来源是焦炉气制氢,所制得的氢气含有较多的和,干法脱硫是用氧化铁将硫元素转化为硫化铁。干法脱硫的反应方程式为 。 (2)我国科研人员用木屑水蒸气气化制取氢燃料,在一定条件下,反应器中存在如下反应: i. ii. iii. iv. v. ① 。 ②研究中的添加量按照中所含的和松木屑所含碳的物质的量比确定,在,控制水蒸气流量为下,探究催化剂结果如表所示: 由表中数据 时最为合理。由0到0.5时,的体积分数显著增加的原因 。 ③体系的气化温度不仅对木屑的热解气化反应有影响,而且对吸收的能力以及的分解反应也有很大影响。实验过程中,控制为1.0,水蒸气流量为,将气化反应温度从升到,气化温度对产氢率、产气率的影响如表所示: 从产氢率的角度考虑,最佳操作温度是 。随着反应的进行,发现的吸收能力逐渐降低,原因是 。 Ⅱ.氢燃料的存储 (3)将氢气储存于液体燃料中,可以解决氢气的安全高效存储和运输。由于甲醇具有单位体积储氢量高、活化温度低等优点,是理想的液体储氢平台分子。我国学者构建一种双功能结构的催化剂,反应过程中,在催化剂的表面同时活化水和甲醇。下图是甲醇脱氢转化的反应历程(TS表示过渡态)。 根据上图判断甲醇脱氢反应中断裂的化学键是 ,该反应的 0(填“大于”、“等于”或“小于”)。 Ⅲ.氢燃料电池实现化学能到电能的转化: (4)一种氢能电池的原理如图: 正极的电极反应式为 。在电极表面镀一层细小的铂粉,原因是 。
(15分)氢能是一种公认的高热值清洁能源,目前世界各国正致力于将高污染高排放的碳能源,过渡成清洁高效低排放的氢能源。氢能应用包括以下三个环节:
Ⅰ.氢燃料的制备
(1)我国氢气的主要来源是焦炉气制氢,所制得的氢气含有较多的
和
,干法脱硫是用氧化铁将硫元素转化为硫化铁。干法脱硫的反应方程式为 。
(2)我国科研人员用木屑水蒸气气化制取氢燃料,在一定条件下,反应器中存在如下反应:
i.
ii.
iii.
iv.
v.
①
。
②研究中
的添加量按照
中所含的
和松木屑所含碳的物质的量比确定,在
,控制水蒸气流量为
下,探究催化剂结果如表所示:

由表中数据
时最为合理。
由0到0.5时,
的体积分数显著增加的原因 。
③体系的气化温度不仅对木屑的热解气化反应有影响,而且对
吸收
的能力以及
的分解反应也有很大影响。实验过程中,控制
为1.0,水蒸气流量为
,将气化反应温度从
升到
,气化温度对产氢率、产气率的影响如表所示:

从产氢率的角度考虑,最佳操作温度是 。随着反应的进行,发现
的吸收能力逐渐降低,原因是 。
Ⅱ.氢燃料的存储
(3)将氢气储存于液体燃料中,可以解决氢气的安全高效存储和运输。由于甲醇具有单位体积储氢量高、活化温度低等优点,是理想的液体储氢平台分子。我国学者构建一种双功能结构的催化剂,反应过程中,在催化剂的表面同时活化水和甲醇。下图是甲醇脱氢转化的反应历程(TS表示过渡态)。

根据上图判断甲醇脱氢反应中断裂的化学键是 ,该反应的
0(填“大于”、“等于”或“小于”)。
Ⅲ.氢燃料电池实现化学能到电能的转化:
(4)一种氢能电池的原理如图:

正极的电极反应式为 。在
电极表面镀一层细小的铂粉,原因是 。
题目解答
答案
(除特殊标注外,每空2分)
(1)
(2)①
或
或
(2分)
②1(1分);
作为
的吸收剂,使产气中
分压降低,从而使水煤气变换反应平衡向生成
的方向移动
③
(1分);
吸收
产生的
附着在
的表面,阻止了
对
的进一步吸收
(3)
键和
键(1分);小于(1分)
(4)
;铂粉吸附气体的能力强(1分)