開(kāi)發(fā)氫能是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過(guò)下列碘循環(huán)工藝過(guò)程既能制H2SO4,又能制H2。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ?mol-14FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ?mol-1。
(2)該循環(huán)工藝過(guò)程的總反應(yīng)方程式為SO2+2H2O=H2SO4+H2SO2+2H2O=H2SO4+H2。
(3)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析,在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是有利于平衡向右移動(dòng),有利于碘和氫氣的生成有利于平衡向右移動(dòng),有利于碘和氫氣的生成。
(4)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH)表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為:NiO(OH)+MH放電充電Ni(OH)2+M
①電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為MH-e-+OH-=H2O+MMH-e-+OH-=H2O+M。
②充電完成時(shí),Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-O2+2H2O+4e-=4OH-。
放電
充電
【答案】4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ?mol-1;SO2+2H2O=H2SO4+H2;有利于平衡向右移動(dòng),有利于碘和氫氣的生成;MH-e-+OH-=H2O+M;O2+2H2O+4e-=4OH-
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:918引用:9難度:0.1
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1.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見(jiàn)的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:
(1)圖1的四個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過(guò)程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽(yáng)光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫(xiě)出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動(dòng)的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體X 為發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
2.肼(N2H4)可作為發(fā)射火箭的燃料。已知1g液態(tài)肼(N2H4)氣體在空氣中燃燒生成氮?dú)夂退魵猓懦?6.7kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( ?。?/h2>
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發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:134引用:5難度:0.7
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