氢气是一种清洁能源。制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题。(1)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________________。
②第Ⅱ步反应为可逆反应。800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol·L-1,水蒸气的起始浓度为3.0 mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol·L-1,则CO的平衡转化率为__________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B元素的化合价不变,该反应的化学方程式为 ,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为 。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。
在某温度下,向恒容容器中加入环已烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K= (用含a、b的关系式表达)。
(4)一定条件下,如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外,近似认为无其它有机物生成)。
①实现有机物储氢的电极是 ;
A.正极 | B.负极 | C.阴极 | D.阳极 |
其电极反应方程为: 。
②该储氢装置的电流效率η明显小于100%,其主要原因是相关电极除目标产物外,还有一种单质气体生成,这种气体是 。由表中数据可知,此装置的电流效率η= 。[η=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%,计算结果保留小数点后1位]。