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(chǔ)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+。
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+49.4kJ?mol-1
（3）以CuO-ZnO-Al2O3催化劑進(jìn)行甲醇重整制氫時(shí)，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（CO2）+n生成（CO）×100%]
當(dāng)水、甲醇比大于0.8時(shí)，CO選擇性下降的原因是 水的含量增加，促進(jìn)反應(yīng)2、3正向進(jìn)行，二氧化碳選擇性上升，CO選擇性下降水的含量增加，促進(jìn)反應(yīng)2、3正向進(jìn)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(jìn)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(huì)使催化劑失活。甲醇中混有少量的甲硫醇（CH3SH），重整制氫時(shí)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+CH3OHCH3SH+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
在特定條件下轉(zhuǎn)化為4-乙烯基苯胺
。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。
（5）已知Mo單原子位點(diǎn)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(diǎn)能促進(jìn)氫氣的活化，Mo單原子位點(diǎn)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(diǎn)能促進(jìn)氫氣的活化，Mo單原子位點(diǎn)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
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(diǎn)，氫氣活化為H原子，一部分H原子進(jìn)攻雙鍵，和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)，另一部分H原子進(jìn)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(diǎn)，氫氣活化為H原子，一部分H原子進(jìn)攻雙鍵，和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)，另一部分H原子進(jìn)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。
n
生成
（
CO
）
n
生成
（
C
O
2
）
+
n
生成
（
CO
）
【答案】CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；+49.4；水的含量增加，促進(jìn)反應(yīng)2、3正向進(jìn)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(diǎn)能促進(jìn)氫氣的活化，Mo單原子位點(diǎn)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(diǎn)，氫氣活化為H原子，一部分H原子進(jìn)攻雙鍵，和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)，另一部分H原子進(jìn)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(diǎn)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．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：162引用：26難度：0.3
把好題分享給你的好友吧~~