20.(14分)CO2/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
(1)CO2催化加氢。在密闭容器中,向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO−,其离子方程式为 ▲ ;其他条件不变,HCO3−转化为HCOO−的转化率随温度的变化如题20图−1所示。反应温度在40℃~80℃范围内,HCO3−催化加氢的转化率迅速上升,其主要原因是 ▲ 。
(2)HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如题20图−2所示,两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为 ▲ ;放电过程中需补充的物质A为 ▲ (填化学式)。
②题20图−2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应,将化学能转化为电能,其反应的离子方程式为 ▲ 。
(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下, HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如题20图−3所示。
② HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成 ▲ (填化学式)。
②研究发现:其他条件不变时,以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳,其具体优点是 ▲ 。
正确答案
(1)
温度升高反应速率增大,温度升高催化剂的活性增强
(2)① H2SO4
②或
(3)①HD ②提高释放氢气的速率,提高释放出氢气的纯度
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