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氫能是一種綠色能源，也是重要的還原劑。目前有多種方法可以制氫并儲氫。催化加氫反應(yīng)可以用于重要化工原料的轉(zhuǎn)化。
Ⅰ．電解法制氫
（1）甲醇電解可制得H2，其原理如圖1所示。陽極的電極反應(yīng)式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
。菁優(yōu)網(wǎng)
Ⅱ．催化重整法制氫
（2）已知：反應(yīng)1：CH3OH（g）═CO（g）+2H2（g）ΔH1=+90.6kJ?mol-1
反應(yīng)2：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）ΔH2=-41.2kJ?mol-1
則反應(yīng)3：CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）ΔH3=
+49.4
+49.4
kJ?mol-1
（3）以CuO-ZnO-Al2O3催化劑進行甲醇重整制氫時，固定其它條件不變，改變水、甲醇的物質(zhì)的量比，甲醇平衡轉(zhuǎn)化率及CO選擇性的影響如圖2所示。[CO的選擇性=
n
生成
（
CO
）
n
生成
（
C
O
2
）
+
n
生成
（
CO
）
×100%]
菁優(yōu)網(wǎng)
當(dāng)水、甲醇比大于0.8時，CO選擇性下降的原因是
水的含量增加，促進反應(yīng)2、3正向進行，二氧化碳選擇性上升，CO選擇性下降
水的含量增加，促進反應(yīng)2、3正向進行，二氧化碳選擇性上升，CO選擇性下降
。
（4）銅基催化劑（Cu/CeO2）能高效進行甲醇重整制氫，但因原料中的雜質(zhì)或發(fā)生副反應(yīng)生成的物質(zhì)會使催化劑失活。甲醇中混有少量的甲硫醇（CH3SH），重整制氫時加入ZnO可有效避免銅基催化劑失活且平衡產(chǎn)率略有上升，其原理用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為
CH3SH+ZnO=ZnS+CH3OH
CH3SH+ZnO=ZnS+CH3OH
。
Ⅲ.催化加氫還原反應(yīng)的應(yīng)用
H2能將4-硝基苯乙烯菁優(yōu)網(wǎng)在特定條件下轉(zhuǎn)化為4-乙烯基苯胺菁優(yōu)網(wǎng)。兩種不同催化劑將4-硝基苯乙烯還原加氫的過程如圖3所示。
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（5）已知Mo單原子位點對4-硝基苯乙烯有較好吸附效果。
①使用雙單原子催化劑可以大大提高4-乙烯基苯胺的產(chǎn)率，原因是
Ir單原子位點能促進氫氣的活化，Mo單原子位點對4-硝基苯乙烯有較好的吸附效果，Mo和Ir的協(xié)同作用能改變催化劑的選擇性
Ir單原子位點能促進氫氣的活化，Mo單原子位點對4-硝基苯乙烯有較好的吸附效果，Mo和Ir的協(xié)同作用能改變催化劑的選擇性
。
②請描述4-硝基苯乙烯菁優(yōu)網(wǎng)在單原子催化劑下與H2發(fā)生反應(yīng)的過程
在Ir單原子位點，氫氣活化為H原子，一部分H原子進攻雙鍵，和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)，另一部分H原子進攻硝基，將硝基還原為氨基，最終得到37%的4-氨基苯乙烯，32%的4-氨基苯乙烷，29%的4-氨基苯乙烷
在Ir單原子位點，氫氣活化為H原子，一部分H原子進攻雙鍵，和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)，另一部分H原子進攻硝基，將硝基還原為氨基，最終得到37%的4-氨基苯乙烯，32%的4-氨基苯乙烷，29%的4-氨基苯乙烷
。

【答案】CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；+49.4；水的含量增加，促進反應(yīng)2、3正向進行，二氧化碳選擇性上升，CO選擇性下降；CH3SH+ZnO=ZnS+CH3OH；Ir單原子位點能促進氫氣的活化，Mo單原子位點對4-硝基苯乙烯有較好的吸附效果，Mo和Ir的協(xié)同作用能改變催化劑的選擇性；在Ir單原子位點，氫氣活化為H原子，一部分H原子進攻雙鍵，和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)，另一部分H原子進攻硝基，將硝基還原為氨基，最終得到37%的4-氨基苯乙烯，32%的4-氨基苯乙烷，29%的4-氨基苯乙烷
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/10/23 5:0:2組卷：10引用：1難度：0.5
相似題

  • 1．某反應(yīng)A（g）+B（g）→C（g）+D（g）的速率方程為v=k?cm（A）?cn（B）（k為速率常數(shù)，lgk=-
    E
    a
    2
    .
    303
    RT
    +lgA，其中A、R為常數(shù)，Ea為活化能，T為開氏溫度），其半衰期（當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時所需的時間）為
    0
    .
    8
    k
    。改變反應(yīng)物濃度時，反應(yīng)的瞬時速率如表所示：
    c（A）/（mol?L-1） 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00
    c（B）/（mol?L-1） 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200
    v/（10-3mol?L-1?min-1） 1.6 3.2 v1 3.2 v2
    下列說法正確的是（　　）

    發(fā)布：2024/11/14 18:30:5組卷：45引用：4難度：0.5

  • 2．已知反應(yīng)2N2O（g）═2N2（g）+O2（g），速率方程為v═k?cn（N2O）。N2O在金（Au）表面分解的實驗數(shù)據(jù)如表所示。已知：①k為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑有關(guān)，與濃度無關(guān)；②n=0時，該反應(yīng)為0級反應(yīng)，n=1時，該反應(yīng)為1級反應(yīng)，以此類推，n可以為整數(shù)，也可以為分?jǐn)?shù)；③濃度消耗一半所用的時間叫半衰期（
    t
    1
    2
    ）。
    t/min 0 20 40 60 80 100
    c（N2O）/（mol?L-1） 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0
    下列說法正確的是（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/11/13 9:0:1組卷：48引用：3難度：0.5

  • 3．工業(yè)上利用CO2和H2制備HCOOH，相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表所示：
    鍵 C=O H-H O-H C-H C-O
    鍵能/kJ?mol-1 745 436 462.8 413.4 351
    已知：①溫度為T1℃時，CO2（g）+H2（g）?HCOOH（g）K=2；
    ②實驗測得：v正=k正c（CO2）?c（H2），v逆=k逆c（HCOOH），k正、k逆為速率常數(shù)。
    下列說法不正確的是（　　）

    發(fā)布：2024/11/13 19:30:1組卷：99引用：3難度：0.7
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