【题目】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。氢能开发包括以下三个环节:

一、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COH2S,中温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汽气化制取氢燃料,在一定条件下,反应器中存在如下反应:

i.CO2 (g) +C(s)=2CO (g) H1

ii.C(s) + 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)+ 2 H2O(g)= CO2 ( g) + 4H2 (g) H5

①△H5=_________________

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质的量比确定,在750℃,控制水蒸气流量为 0.lg/(ming)下,探究催化剂加入量对产气组分和气化性能的影响,结果如表所示:

n(Ca)/n(C)

气体体积分数

碳转化率/%

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

由表中数据,n(Ca) / n(C) =___时最为合理。 n(Ca) / n(C) 00.5时,H2的体积分数显著增加的原因_____。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 CaO 吸收 CO2 的能力以及 CaCO3的分解反应也有很大影响。实验过程中,控制 n(Ca) / n(C) 1.0,水蒸气流量为0.1 g/(min g) 将气化反应温度从700℃升到850℃,气化温度对产氢率、产气率的影响如表:

温度/

气体体积分数

碳转化率/%

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

③从产氢率的角度考虑,最佳操作温度是________________

④随着反应的进行,发现 CaO 的吸收能力逐渐降低,原因是___________

二、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问题。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。如图是甲醇脱氢转化的反应历程( TS 表示过渡态)。

根据图像判断甲醇脱氢反应中断裂的化学键是______,该反应的△H___0( 大于等于小于”)

三、氢燃料的应用。一种氢能电池的原理如图:

(4)正极的电极反应式为________。在 Pt 电极表面镜一层细小的铅粉,原因是______

 0  197301  197309  197315  197319  197325  197327  197331  197337  197339  197345  197351  197355  197357  197361  197367  197369  197375  197379  197381  197385  197387  197391  197393  197395  197396  197397  197399  197400  197401  197403  197405  197409  197411  197415  197417  197421  197427  197429  197435  197439  197441  197445  197451  197457  197459  197465  197469  197471  197477  197481  197487  197495  203614 

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