氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气...

氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图1所示：

已知：反应I和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化曲线如图2所示：

（1）①写出反应I中的化学方程式是________________。

②若反应I在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，乙醇的平衡转化率___(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是___________。

（2）反应Ⅱ在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同，测得相应的CO的平衡转化率见下图3(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE。判断：TD______________TE(填“<”“=”或“>”)；

②当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是___(用简要的文字叙述)。

（3）已知：

a、2CH3OH(g) + CO2(g) CO(OCH3)2(g) + H2O(g)　 △H = -15.5 kJ/mol，该反应在0 ℃时K≈10-4.5；

b、2CH3OH(g) + CO2(g) + (g) CO(OCH3)2(g) +　 (g)△H = -110.7 kJ/mol。依据以上数据，文献认为反应a没有工业价值，你认为其理由是______________________；但反应b引入环氧丙烷()可有效促进CO2与CH3OH反应生成CO(OCH3)2，其原因是_________________________________。

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乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得，属于可再生资源，通过乙醇制取氢气具有良好的应用前景。已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线：

a.水蒸气催化重整：CH₃CH₂OH(g) ＋H₂O(g)®4H₂(g) ＋2CO(g) DH =＋255.58 kJ·mol^-1

b.部分催化氧化：CH₃CH₂OH(g)＋O₂(g)®3H₂(g)＋2CO(g) DH =＋13.76kJ·mol^-1

则下列说法错误的是(   )

A.从原料消耗的角度来看，a路线制氢更有价值

B.从能量消耗的角度来看,b路线制氢更加有利

C.a路线制氢由于要消耗很多能量，所以在实际生产中意义不大

D.按b路线进行,体系的能量会降低

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（5分）氢能是高效、清洁能源，制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路。燃料水蒸气重整法是一种有效、经济、广泛采用的制氢方法，它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的。

（1）在催化剂作用下，天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气，已知该反应每制得1kg氢气需要吸收3.44×104 kJ热量。写出该反应的热化学方程式 　　　　　　　　　 　　 ；

（2）CO可继续与水蒸气反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ·mol-1。若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到1molCO2，该反应的焓变ΔH=　　　　　　　　　 ；

（3）欲制得较纯净的氢气，可将（2）中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液，写出该反应的离子方程式 　　　　　　 　　　　　　　　 ；

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甲醇水蒸气重整制氢（SRM）是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源，当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量，以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下：

反应I　 CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　 ΔH1

反应Ⅱ CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　 ΔH2

反应Ⅲ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　 ΔH3

其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，其中K2、K3随温度变化如下表所示：

请回答：

（1）反应Ⅱ能够自发进行的条件_______（填“低温”、“高温”或“任何温度”），ΔH1____ΔH3（填“>”、“<”或“=”）。

（2）相同条件下，甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢（反应Ⅱ）的先进之处在于___________________________________________________________________。

（3）在常压、Cat.1催化下，CH3OH和H2O混和气体（体积比1∶1.2，总物质的量2.2mol）进行反应，tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示（CO、CO2的选择性：转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比）。

注：曲线a表示CH3OH的转化率，曲线b表示CO的选择性，曲线c表示CO2的选择性

① 下列说法不正确的是__________。

A．反应适宜温度为300℃

B．工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整

C．己知Cat.2催化剂具有更高催化活性，可提高甲醇平衡转化率

D．添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率

② 260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线。________________

（4）副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸，生成甲酸的电极反应式是：___________。

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以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。

（1）以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

主反应：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　　 △H=+49 kJ•mol-1

副反应：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)　　 △H=+41 kJ•mol-1

①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的化学方程式为_________________________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。

②分析适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处_________________________。

③某温度下，将nH2O∶nCH3OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为_________________________。（忽略副反应）

（2）工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为：

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　 ΔH=+203kJ·mol-1

①该反应的逆反应速率表达式为； V逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下，测得实验数据如表：

由上述数据可得该温度下，上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。

②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示，则压强Pl_____P2（填“大于”或“小于”）温度T3_______T4（填“大于”或“小于”）；压强为P1时，在N点； v正_______v逆（填“大于”或“小于”或“等于”）。求N点对应温度下该反应的平衡常数 K=_____________________。

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“可持续再生的绿色能源”是科学家目前正在研究的新能源之一。利用高粱、玉米等绿色植物的种子[主要成分是淀粉（C6H10O5）n]，经发酵、蒸馏就可以得到该能源物质，它是（　　）

A.氢气（H2） B.酒精 （C2H5OH） C.甲烷（CH4） D.可燃冰

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“可持续再生的绿色能源”是科学家目前正在研究的新能源之一。利用高粱、玉米等绿色植物的种子[主要成分是淀粉（C6H10O5）n]，经发酵、蒸馏就可以得到该能源物质，它是(　　 )

A．氢气　　　　 B．酒精　　 C．甲烷　　　 D．可燃冰

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“可持续再生的绿色能源”是科学家目前正在研究的新能源之一。利用高粱、玉米等绿色植物的种子[主要成分是淀粉（C₆H₁₀O₅）_n]，经发酵、蒸馏就可以得到该能源物质，它是(   )

A．氢气       B．酒精    C．甲烷     D．可燃冰

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氢能是一种应用前景非常广阔的新能源，但目前仍处于研究、试验阶段，还未能进入实用阶段，其主要原因是

①氢气燃烧对环境影响的评价尚无定论②氢气的制取耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟③氢气贮存、运输等安全技术尚未完全解决④氢气燃烧的放热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳

A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

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