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氫能是一種重要能源,氫氣的制備與儲存是研究熱點(diǎn)。
Ⅰ.一種電熱化學(xué)循環(huán)制氫的方法如圖所示,熔融電解質(zhì)成分為K2CO3。
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500℃時,F(xiàn)e2O3能與熔融電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng):Fe2O3+
CO
2
-
3
500
2
F
e
O
-
2
+CO2↑,“電化學(xué)還原”步驟中,陰極的電極反應(yīng)式為
F
e
O
-
2
+3e-+2CO2=Fe+2
CO
2
-
3
F
e
O
-
2
+3e-+2CO2=Fe+2
CO
2
-
3
。
Ⅱ.儲氫的研究包括材料吸氫和脫氫的過程。LiBH4和MgH2都是氫容量(單位質(zhì)量儲氫材料儲存H2的質(zhì)量)較大的儲氫材料。
(1)LiBH4、MgH2及兩者混合制成的復(fù)合儲氫材料脫氫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
2LiBH4(s)=2LiH(s)+2B(s)+3H2(g)ΔH1=+207kJ?mol-1
MgH2(s)=Mg(s)+H2(g)ΔH2=+75kJ?mol-1
2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g)ΔH3=+184kJ?mol-1
①ΔH3<ΔH1+ΔH2的原因是
MgH2(s)分解生成Mg(s)和B(s)為吸熱反應(yīng)
MgH2(s)分解生成Mg(s)和B(s)為吸熱反應(yīng)
。
②儲氫材料脫氫的能量變化如圖所示,三種材料中脫氫焓[ΔH(脫氫)]最小的是
復(fù)合儲氫材料
復(fù)合儲氫材料
(填“LiBH4”、“MgH2”或“復(fù)合儲氫材料”)。
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(2)Ti元素有+2、+3、+4等多種價態(tài).向MgH2中添加適量Ti元素后可以加快其釋放H2的速率,其機(jī)理示意圖如圖所示。
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①圖中菁優(yōu)網(wǎng)表示的微粒是
Ti2+
Ti2+
(用微粒符號表示)。
②MgH2釋放H2速率加快的機(jī)理可描述為:
H-將電子傳遞給Ti4+,生成H原子和Ti3+;Mg2+從Ti2+處獲得電子,生成Mg原子和Ti3+,H原子結(jié)合成H2逸出
H-將電子傳遞給Ti4+,生成H原子和Ti3+;Mg2+從Ti2+處獲得電子,生成Mg原子和Ti3+,H原子結(jié)合成H2逸出
、Mg2++2Ti2+=Mg+2Ti3+、
H-+Ti4+=H+Ti3+
H-+Ti4+=H+Ti3+
(用方程式表示反應(yīng)機(jī)理)。

【答案】
F
e
O
-
2
+3e-+2CO2=Fe+2
CO
2
-
3
;MgH2(s)分解生成Mg(s)和B(s)為吸熱反應(yīng);復(fù)合儲氫材料;Ti2+;H-將電子傳遞給Ti4+,生成H原子和Ti3+;Mg2+從Ti2+處獲得電子,生成Mg原子和Ti3+,H原子結(jié)合成H2逸出;H-+Ti4+=H+Ti3+
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/7/8 8:0:10組卷:45引用:1難度:0.5
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