20. 近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH
3OH)制氢车载燃料电池工艺,其原理如下流程图所示:
①流程图中,甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气,写出该反应的化学方程式
____________②该车载燃料电池的介质为碱性环境,请写出该燃料电池的正极反应式为
____________________________(2)美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
①此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H
2O(g)
H
2(g)+CO
2(g),该反应的化学平衡常数表达式K=
_____②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表,在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有
________(填实验编号)。
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1 000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
实验编号 | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 3 | 3 | 0 | 0 |
D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
③若400 ℃时,第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ,第Ⅰ步反应的热化学方程式为:CH
4(g) + H
2O(g) === 3H
2(g) + CO(g) ΔH=-103.3 kJ·mol
-1则400 ℃时,甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为:
__________________________(3)我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法,下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。
要得出如图所示的实验结果,需要测定的实验数据是
____________,本实验的目的是
________________。