氢气是一种清洁能源,研发新型制氢技术具有重要意义.
(1)“表面改性铝粉分解水制氢”因Al储量丰富和较强的还原活性得到广泛应用.
铝粉表面的致密氧化膜是影响Al还原活性的主要因素,工业上常用NaOH溶液或锡酸钠(Na2SnO3)溶液作为Al粉的改性试剂.
已知:SnO2-3+3H2O⇌Sn(OH)4+2OH-;Ksp[Sn(OH)4]=1.0×10-56.
①利用NaOH溶液改性Al粉的原理可用化学方程式表示为 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O.
②348K下,向两份质量和粒径均相同的Al粉中,分别加入等体积0.05mol•L-1NaOH溶液和0.025mol•L-1Na2SnO3溶液改性Al粉,氢气产率随时间的变化关系如图-1所示.Na2SnO3溶液改性效果明显优于NaOH溶液的可能原因是 Na2SnO3溶液更容易破坏铝表面的氧化膜,提高铝粉的还原活性Na2SnO3溶液更容易破坏铝表面的氧化膜,提高铝粉的还原活性.

③保持其他条件不变,氢气产率随Na2SnO3溶液浓度的变化关系如图-2所示.当Na2SnO3溶液浓度为0.025mol•L-1时,氢气产率接近80%.但Na2SnO3溶液过大或过小会大大降低氢气产率,其可能原因分别是 Na2SnO3溶液浓度过大,反应过程中产生的难溶物质Sn(OH)4附着在铝粉的表面,降低了铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过小,产生的OH-浓度减小Na2SnO3溶液浓度过大,反应过程中产生的难溶物质Sn(OH)4附着在铝粉的表面,降低了铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过小,产生的OH-浓度减小.
(2)“纳米铷镍合金(RuNi)催化氨硼烷水解制氢”主要经过吸附和还原的过程.
①氨硼烷(NH3BH3)的结构式为 
(标出配位键).
②室温下,氨硼烷在铷镍合金作用下快速水解生成氢气.根据过渡态理论,氨硼烷在铷镍合金作用下易水解的原因可解释为 铷镍合金催化剂降低了反应的活化能铷镍合金催化剂降低了反应的活化能.
③铷镍合金催化氨硼烷水解的可能反应机理如图所示(每个步骤只画出了可能参与该步反应的1个水分子,氨硼烷中与B原子相连的3个H原子分别用1H、2H和3H标记).根据元素电负性的变化规律推测题图的虚线框内微粒A和B的化学式分别为 NH+4、B(OH)4-NH+4、B(OH)4-;步骤Ⅱ可描述为 水分子中的—OH取代了B1H2H(OH)中的2H得到被催化剂吸附的2H和B1H(OH)2水分子中的—OH取代了B1H2H(OH)中的2H得到被催化剂吸附的2H和B1H(OH)2.

S
n
O
2
-
3


NH
+
4
NH
+
4
【考点】元素电离能、电负性的含义及应用;沉淀溶解平衡.
【答案】Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;Na2SnO3溶液更容易破坏铝表面的氧化膜,提高铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过大,反应过程中产生的难溶物质Sn(OH)4附着在铝粉的表面,降低了铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过小,产生的OH-浓度减小;
;铷镍合金催化剂降低了反应的活化能;、B(OH)4-;水分子中的—OH取代了B1H2H(OH)中的2H得到被催化剂吸附的2H和B1H(OH)2

NH
+
4
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/3 8:0:9组卷:114引用:1难度:0.1
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电离能/kJ•mol-1 I1 I2 I3 I4 X 578 1817 2745 11578 Y 738 1451 7733 10540 Z 496 4562 6912 9543
(2)C、N、O、H是周期表中前10号元素,它们的原子半径依次减小,H能分别与C、N、O形成电子总数相等的分子CH4、NH3、H2O。
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(4)晶体中平均每46个水分子构成8个笼,每个笼可容纳1个CH4分子或1个H2O分子,每8个笼中有6个容纳CH4分子,2个笼填充H2O分子,则“可燃冰”(天然气水合物)的平均组成可表示为发布:2024/12/31 8:0:1组卷:23引用:1难度:0.3 -
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