1. (2025·江苏苏州节选)阅读下列材料,回答相关问题。
氢气是一种清洁、高效的能源。氢能产业链分制氢、储氢、用氢等环节。由风能、太阳能等可再生能源发电,再经电解水制得的氢气为“绿氢”。由化石燃料制得的氢气为“灰氢”,其成本相对低廉,但会排放大量$\ce{CO_{2}}$。化石燃料制氢气时若将排放的$\ce{CO_{2}}$进行捕集、封存等,减少碳排放,此时制得的氢气为“蓝氢”。甲烷—水蒸气重整制氢流程如下。

化学储氢是利用物质与$\ce{H_{2}}$反应生成储氢材料如氨($\ce{NH_{3}}$)、水合肼($\ce{N_{2}H_{4}·H_{2}O}$)等,再通过改变条件使储氢材料转化为$\ce{H_{2}}$。氨和水合肼转化为$\ce{H_{2}}$的过程分别如下:$\ce{NH_{3} \xrightarrow[410℃]{催化剂} N_{2}、H_{2}、残余NH_{3} \xrightarrow{分子筛} H_{2}}$;$\ce{N_{2}H_{4}·H_{2}O \xrightarrow{脱水} N_{2}H_{4} \xrightarrow[50℃]{催化剂} N_{2}、H_{2}}$。常以质量储氢密度$[ \dfrac{m(\mathrm{产生}\ \ce{H_{2}})}{m(\mathrm{储氢材料})} × 100\% ]$来衡量化学储氢技术的优劣。如氨气的理论质量储氢密度为17.6%,是一种较好的储氢材料。
(1)实验室模拟电解水制氢。
① 过程中的能量转化形式:太阳能→
电能
→化学能。该方法制得的氢气种类为
绿氢
。
② 经检验,其中一个管产生$\ce{H_{2}}$,由此得出关于水的组成的推论是
水中含有氢元素
。
(2)甲烷—水蒸气重整制氢。
① 转化Ⅰ理论生成$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$的分子个数比为
1:3
。
② 写出转化Ⅱ发生反应的化学方程式:
$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal[高温]{催化剂} CO_{2} + H_{2}}$
。
(3)氨释放$\ce{H_{2}}$的微观示意图如下。请在B处对应框中将除氢分子外的微观粒子补充完整。

○氮原子 •氢原子
(4)① 储氢材料$\ce{N_{2}H_{4}·H_{2}O}$的质量储氢密度的理论值为
8%
。
② 50℃时,$\ce{N_{2}H_{4}·H_{2}O}$的实际质量储氢密度小于理论值。原因是$\ce{N_{2}H_{4}}$实际发生分解反应产生的气体中含有$\ce{NH_{3}}$,写出该反应的化学方程式:
$\ce{3N_{2}H_{4}\xlongequal[50℃]{催化剂} N_{2} + 4NH_{3}}$
。
答案:1. (1) ① 电能 绿氢 ② 水中含有氢元素
(2) ① 1:3 ② $\ce{CO + H_{2}O\xlongequal[高温]{催化剂} CO_{2} + H_{2}}$
(3)

(4) ① 8% ② $\ce{3N_{2}H_{4}\xlongequal[50℃]{催化剂} N_{2} + 4NH_{3}}$