氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。回答下列问题:（1）直接热分解法制氢某温度下，...

氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。回答下列问题:

(1)直接热分解法制氢

某温度下2H2O(g) 2H2(g) +O2(g)，该反应的平衡常数表达式为 K= ________。

(2)乙醇水蒸气重整制氢

反应过程和反应的平衡常数(K)随温度(T)的变化曲线如图 1 所示。某温度下，图 1 所示反应每生成1mol H2(g)，热量变化是 62 kJ，则该反应的热化学方程式为________________

(3)水煤气法制氢

CO(g)+ H2O(g) CO2(g) +H2(g) △H<0，在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时，测得相应的 CO 的平衡转化率见图 2(图中各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

①向 2 L 恒温恒容密闭容器中加入一定量的 CO 和 0.1mol H2O(g)，在图中 G 点对应温度下，反应经5 min 达到平衡，则平均反应速率 v(CO)=___________。

②图中 B、E 两点对应的反应温度分别为 TB 和 TE，则 TB ___________TE (填“>”“ <”或“=”)。

③经分析，A、E、G 三点对应的反应温度都相同(均为 T℃)，其原因是 A、E、G 三点对应的 _______相同。

④当 T℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 3.0 mol CO、1.0 mol H2O(g)、1.0 molCO2 和xmol H2，使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_________。

(4)光电化学分解制氢

反应原理如图3，钛酸锶光电极的电极反应式为 4OH--4e-=O2↑+2H2O，则铂电极的电极反应式为 ________。

(5)Mg，Cu 是一种储氢合金

350℃时，Mg、Cu 与 H2 反应，生成 MgCu2 和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数约为 7.7%)。该反应的化学方程式为_______________。

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氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。回答下列问题:

（1）直接热分解法制氢

某温度下，2H2O(g)2H2(g) +O2(g)，该反应的平衡常数表达式为K=______。

（2）乙醇水蒸气重整制氢

反应过程和反应的平衡常数(K)随温度(T)的变化曲线如图1所示。某温度下，图1所示反应每生成1mol H2(g)，热量变化是62 kJ，则该反应的热化学方程式为_____________。

（3）水煤气法制氢

CO(g)+ H2O(g)CO2(g) +H2(g) 　　 △H<0

在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见图2(图中各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

①向2 L恒温恒容密闭容器中加入一定量的CO和0.1mol H2O(g)，在图中G点对应温度下，反应经5 min 达到平衡，则平均反应速率v(CO)=________。

②图中B、E 两点对应的反应温度分别为TB和TE，则TB_____TE (填“>”“ <”或“=”)。

③经分析，A、E、G三点对应的反应温度都相同(均为T℃)，其原因是A、E、G 三点对应的_________相同。

④当T℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O(g)、1.0 molCO2和x mol H2，为使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______。

（4）光电化学分解制氢

反应原理如图3，钛酸锶光电极的电极反应式为4OH-－4e－＝O2↑＋2H2O，则铂电极的电极反应式为________________。

（5）Mg2Cu 是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu 与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数约为7.7%)。该反应的化学方程式为______________。

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氢气是一种理想的清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

（1）直接热分解法制氢。某温度下，H2O(g)H2(g)+O2(g)。该反应的平衡常数表达式为K=_____。

（2）乙醇水蒸气重整制氢。其部分反应过程和反应的平衡常数随温度变化曲线如图1所示：

反应中，某温度下每生成1mol H2(g) 热量变化是62 kJ。则该温度下图1所示反应的热化学方程式是______________________________________。

（3）水煤气法制氢。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　 ΔH <0，在进气比[n(CO)∶n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见图2（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同）。

①往维持恒温的2L密闭容器中加入一定量的CO和0.lmol H2O(g)，在图中G点对应温度下反应经5min 达到平衡，则v(CO) 等于_________mol/(L·min)

②图中B、E 两点对应的反应温度分别为TB和TE判断：TB______TE （填“<”“=”或“>”）。

③经分析，A、E 和G三点对应的反应温度都相同为T℃，其原因是A、E 和G三点对应的_____________相同。

④当T℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2，要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_________________________________。

（4）光电化学分解制氢。其原理如图3，钛酸锶光电极的电极反应为：4OH--4e-O2+2H2O

则铂电极的电极反应为_______________________________。

（5）Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成Mg2Cu和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数约为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为___________________________。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。

（1）H2S 热分解制氢的原理: 2H2S(g)=2H2(g) + S2(g)　　 △H= 169.8 kJ/mol,分解时常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S 燃烧，其目的是______；燃烧生成的SO2与H2S 进一步反应，硫元素转化为S2,写出反应的化学方程式:________。

（2）氨硼烷(NH3BH3) 是储氢量最高的材料之一，其受热时固体残留率随温度的变化如图甲所示。氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图乙所示。

①110℃时残留固体的化学式为_________。

②氨硼烷电池工作时负极的电极反应式为_________。

（3）十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18- C10H12-C10H8”的脱氢过程释放氢气。己知:

C10H18(l)C10H12(l) +3H2(g)　　 △H1

C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g)　　　 △H2

温度335℃、高压下，在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘( 1.00 mol) 催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的物质的量n1 和n2随时间的变化关系如图丙所示。图丁表示催化剂对反应活化能的影响。

①△H1___△H2(选填“>”、“=”或“<”)。

② 8 h 时，反应体系内氢气的物质的量为_____mol(忽略其他副反应)。

③ n1 显著低于n2 可能的原因是__________。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。

（1）H2S 热分解制氢的原理: 2H2S(g)=2H2(g) + S2(g)　　 △H= 169.8 kJ/mol,分解时常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S 燃烧，其目的是______；燃烧生成的SO2与H2S 进一步反应，硫元素转化为S2,写出反应的化学方程式:________。

（2）氨硼烷(NH3BH3) 是储氢量最高的材料之一，其受热时固体残留率随温度的变化如图甲所示。氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图乙所示。

①110℃时残留固体的化学式为_________。

②氨硼烷电池工作时负极的电极反应式为_________。

（3）十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18- C10H12-C10H8”的脱氢过程释放氢气。己知:

C10H18(l)C10H12(l) +3H2(g)　　 △H1

C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g)　　　 △H2

温度335℃、高压下，在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘( 1.00 mol) 催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的物质的量n1 和n2随时间的变化关系如图丙所示。图丁表示催化剂对反应活化能的影响。

①△H1___△H2(选填“>”、“=”或“<”)。

② 8 h 时，反应体系内氢气的物质的量为_____mol(忽略其他副反应)。

③ n1 显著低于n2 可能的原因是__________。

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氢是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。利用FeO/Fe₃O₄循环制氢，已知：

H₂O(g)+3FeO(s) Fe₃O₄(s)+4H₂(g)   △H=akJ/mol  （I）

2Fe₃O₄(s) 6FeO(s)+O₂(g)    △H=bkJ/mol   （II）

下列坐标图分别表示FeO的转化率（图-1 )和一定温度时，H₂出生成速率[细颗粒(直径0.25 mm)，粗颗粒(直径3 mm)](图-2)。

（1）反应：2H₂O(g)=2H₂(g)+O₂(g)   △H=________(用含a、b代数式表示)；

（2）上述反应b＞0，要使该制氢方案有实际意义，从能源利用及成本的角度考虑，实现反 应II可采用的方案是：________；

（3）900°C时，在两个体积均为2.0L密闭容器中分别投人0.60molFeO和0.20mol H₂O(g)甲容器用细颗粒FeO、乙容器用粗颗粒FeO。

①用细颗粒FeO和粗颗粒FeO时，H₂生成速率不同的原因是：________；

②细颗粒FeO时H₂O(g)的转化率比用粗颗粒FeO时 H₂O(g)的转化率________ （填“大”或“小”或“相等”）；

③求此温度下该反应的平衡常数K（写出计箅过程，保留两位有效数字）。

（4）在下列坐标图3中画出在1000°C、用细颗粒FeO时，H₂O(g)转化率随时间变化示意图（进行相应的标注）。

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(16分）氢是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 利用FeO/Fe3O4循环制氢，已知：

H2O（g）+3FeO(s)Fe3O4(s) + H2(g)　　 △H=a KJ/mol　　 (Ⅰ)

2Fe3O4(s)＝6FeO(s) + O2(g)　　　　　　　　　 △H=b KJ/mol　　 (Ⅱ)

下列坐标图分别表示FeO的转化率（图1）和一定温度时，H2生成速率[细颗粒（直径0.25 mm），粗颗粒（直径3 mm）]（图2）。

（1）反应：2H2O（g）＝2H2(g) + O2(g)　 ΔH=　　　　　　　　　　　 （用含a、b代数式表示）；

（2）在上述循环制氢的过程中FeO的作用是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（3）900°C时，在两个体积均为2L密闭容器中分别投入0.60molFeO和0.20mol H2O(g)，甲容器用细颗粒FeO，乙容器用粗颗粒FeO。

①用细颗粒FeO和粗颗粒FeO时，H2生成速率不同的原因是：　　　　　　　　　　　　　　 ；

②用细颗粒FeO时，H2O (g)的转化率比用粗颗粒FeO时H2O(g)的转化率　　　　　 （填“大”或“小”或“相等”)；

③求此温度下该反应的平衡常数K（写出计算过程）。

（4）在坐标图3中画出在1000°C、用细颗粒FeO时，H2O(g)转化率随时间变化示意图（进行相应的标注）：

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清洁能源氢气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（g）　　 △H =+206.2kJ·mol-1
②CH4（g）+ CO2（g）2CO（g）+2H2（g）　　 △H =+247.4kJ·mol-1
③2H2S（g）2H2（g）+S2（g）　　 △H =+169.8kJ·mol-1

请按要求回答下列问题

(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.CH4与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________.

(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______，该反应平衡常数的大小关系为K（T1）_____填（“＞”“＜”或“=”)K(T2)。

②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_________。

(3)硫化氢是剧毒气体，尾气中硫化氢有多种处理方法：

①碱溶液吸收。用150 ml 2.0 molL-1的NaOH溶液吸收4480 mL(标准状况)H2S得到吸收液X(显碱性)。X溶液中离子浓度的大小关系正确的是_____(填选项字母)。

A.c（）c（Na+）＞c（HS-）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（H+）

B.c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+ c（HS-）+ c（S2-）

C.2c（Na+）=3[c（H2S）+c（HS-）+ c（S2-）]

D.c（OH-）= c（H+）+ c（HS-）+2 c（H2S）

②纯碱溶液吸收，写出该吸收法发生反应的离子方程式_________________________。已知H2CO3和H2S在25℃时的电离常数如表所示：

③硫酸铜溶液吸收。200mL0.05 mol/ L的CuSO4溶液吸收液中H2S，恰好使反应溶液中Cu2+和S2-浓度相等的溶液中c(Cu2+)为___________________(已知常温下，Ksp(CuS)≈1.0×10-36)。

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氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（1）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为___________________。

（2）氢气能源有很多优点，佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_______________________________________。

（3）在一定条件下，1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物，写出该反应的化学反应方程式：___________________________________。

（4）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。

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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：（g）+ （g）====（g）+（g） =

（g）+ （g）====（g）+（g）=

（g）====（g）+（g）             =

（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。（g）与（g）反应生成（g）和（g）的热化学方程式为______。

（2）热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分燃烧，其目的是_____;燃烧生成的与进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：_______。

（3）HO的热分解也可得到H，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是_______。

（4）电解尿素[CO(NH)]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为_______。

（5）MgCu是一种储氢合金。350℃时，MgCu与H反应，生成MgCu和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。MgCu与H反应的化学方程式为_______。

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