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氢能源是公认的零碳消洁能源,用乙醇为原料可通过多种方法制氢,具有理想的应用前景。回答下列问题: (一)乙醇催化重整制氢 原理:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H1 以N...
题目内容:
氢能源是公认的零碳消洁能源,用乙醇为原料可通过多种方法制氢,具有理想的应用前景。回答下列问题:
(一)乙醇催化重整制氢
原理:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H1
以Ni/凹凸棒石做催化剂,在2L刚性容器中,分别以水醇比为2:1、4:1、6:1、8:1投料(乙醇的起始物质的量相同),反应相同时间测得乙醇转化率随温度变化的关系如图所示。
已知:过多的水分子会占据催化剂表面活性位,导致反应速率降低:上图中水醇比为2:1时,各点均已达到平衡状态。
(1)反应热△H1________0(填“>”或“<”)。若乙醇的起始物质的量为n0mol,则K(400℃)=______________(列出计算式)。
(2)400℃时,水醇比过高不利于乙醇转化的原因是____________________________;B、C、D三点中,一定未达到平衡状态的是______________(填标号)。
(二)乙醇氧化制氢
原理:C2H5OH(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2(g) △H2
(3)已知H2(g)+O2(g)H2O(g) △H3,则△H2=_____(用含△H1和△H3的式子表示)。在密闭容器中通入一定量的乙醇和氧气,达到平衡状态后增大容器体积,则混合气体的平均相对分子质量将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(三)乙醇电解法制氢
乙醇电解法不仅可以利用乙醇本身的氢,还可以从水中获得氢,且电解乙醇所需电压比电解水的理论电压要低很多。
(4)利用如图所示装过(MEA为复杂的膜电极)电解乙醇制氢,阳极的电极反式应为___________,理论上每转移lmol电子,可以产生________L氢气(标准状况下)。
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