20.氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点.
已知:①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2△H=+206.2kJ•mol-1
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2△H=+247.4kJ•mol-1
③2H2S(g)?2H2(g)+S2(g)△H=+169.8kJ•mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kmol-1
(2)在密闭容器中充入一定量的H2S,发生反应③.如图所示为H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系.
①图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为P1<P2<P3,理由是该可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,相同温度下,增大压强平衡逆向进行,H2S的转化率减小.
②该反应平衡常数的大小关系为K(T1)<(填“>”、“<”或“=”)K(T2),理由是该可逆反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大.
③图中M点的平衡常数Kp=1MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
④如果想进一步提高H2S的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有及时分离出产物.
(3)氢气燃料电池能大幅度提高能量的转化率.甲烷-空气碱性(KOH为电解质)燃料电池的负极反应式为CH4-8e+10OH-=CO32-+7H20.相同条件下,甲烷燃料电池与氢气燃料电池的能量密度之比为1:2 (单位质量的输出电能叫能量密度,能量密度之比等于单位质量的可燃物转移电子数之比).
 0  154294  154302  154308  154312  154318  154320  154324  154330  154332  154338  154344  154348  154350  154354  154360  154362  154368  154372  154374  154378  154380  154384  154386  154388  154389  154390  154392  154393  154394  154396  154398  154402  154404  154408  154410  154414  154420  154422  154428  154432  154434  154438  154444  154450  154452  154458  154462  154464  154470  154474  154480  154488  203614 

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