Question

【題目】合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸收氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起到重要作用

（1）一定溫度下，某貯氫合金（M）的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比（H/M）。在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐慚增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy，氫化反應(yīng)方程式為：zMHx(s)+ H(g)==zMHy(s) △H(Ⅰ)；在B點(diǎn)，氫化反應(yīng)結(jié)束，進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng)，H/M幾乎不變。反應(yīng)（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代數(shù)式表示）。溫度為T1時(shí)，2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL，吸氫速率v=______mLg-1min-1。反應(yīng)的焓變△H(Ⅰ)_____0（填“>”“<”或“=”）

（2）η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時(shí)，η（T1）____ η（T2）（填“>”“<”或“=”）。當(dāng)反應(yīng)（Ⅰ）處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)到平衡后反應(yīng)（Ⅰ）可能處于圖中的_____點(diǎn)（填“b”“c”或“d”），該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。

（3）貯氫合金ThNi5可催化由CO、H合成CH的反應(yīng)，溫度為T時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______ 。已知溫度為T時(shí)：CH(g)+2H2O=CO(g)+4H(g) △H=+165KJmol1

CO(g)+H2O(g)=CO(g)+H(g) △H=-41KJmol1

Answer 1

【答案】（1）2/(y—x)；30；<

（2）>；c；加熱、減壓

（3）CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g) H= —206kJmol-1

【解析】

試題分析：（1） 氫化反應(yīng)方程式為zMHx(s)+ H(g)==zMHy(s),根據(jù)氫原子守恒可得zx+2=zy，解得z=2/(y—x)；吸氫速率v=240mL÷2g÷4min=30 mLg-1min-1；因?yàn)門1<T2，T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明升溫向生成氫氣的方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H(Ⅰ)< 0。

（2）根據(jù)圖像可知，橫坐標(biāo)相同，即氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比相同時(shí)，T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明T2時(shí)吸氫量少，則η（T1）>η（T2）；處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐慚增大，即a在AB段，加入的少量氫氣反應(yīng)生成固體，壓強(qiáng)不變，所以恒容體系中加入少量氫氣后應(yīng)為c點(diǎn)；根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可以通過加熱，使溫度升高或減小壓強(qiáng)使平衡向左移動(dòng)，釋放氫氣。

（3）因?yàn)棰貱H4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) △H=+165KJmol1、②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41KJmol1，根據(jù)蓋斯定律可得反應(yīng)CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)的H=—H1+H2=—206kJmol1，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g) H= —206kJmol-1。