Question

【題目】合金貯氫材料具有優異的吸收氫性能，在配合氫能的開發中起到重要作用。

(1)一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時氫氣的壓強(P)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數比(H/M)。

在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強的增大，H/M逐慚增大；在AB段，MHx與氫氣發生氫化反應生成氫化物MHy，氫化反應方程式為：zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s) △H(Ⅰ)；在B點，氫化反應結束，進一步增大氫氣壓強，H/M幾乎不變。反應(I)中z=________ (用含x和y的代數式表示）。溫度為T1時，2g某合金4min內吸收氫氣240mL，吸氫速率v=___________mL·g-lmin-1。反應的焓變△H1_____0(填“>”“<”或“=”)。

(2)η表示單位質量貯氫合金在氫化反應階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為Tl、T2時，η(T1)____η(T2）(填“>”“<”或“=”）。當反應（I )處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達到平衡后反應(I)可能處于圖中的 ________點(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、H2合成CH4的反應，溫度為T時，該反應的熱化學方程式為___________。己知溫度為 T 時：CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) △H=+165kJ/mol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol。

Answer 1

【答案】 2/(y—x) 30 < > c 加熱 減壓 CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) H=-206kJmol1

【解析】（1）本題考查元素守恒、化學反應速率的計算、影響化學平衡移動的因素，根據氫元素守恒，zx＋2=zy，解得z=2/(x－y)，根據吸氫速率的單位，吸氫速率為240/(2×4)mL/(g·min)=30mL/(g·min)，因為T1<T2，，T2時氫氣的壓強大，說明升高溫度向生成氫氣的方向進行，因此正反應為放熱反應，即△H1<0；（2）根據圖像可知，氫原子與金屬原子的個數比相同時，T2時氫氣的壓強大，說明T2時吸氫量少，則η(T1)>η(T2），處于a點達到平衡，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量的氫氣，氫氣的壓強增大，H/M逐漸增大，根據圖像可能處于c點。根據平衡移動的原理，可以通過加熱或減小壓強，釋放氫氣；（3）反應方程式為CO＋3H2=CH4＋H2O，①CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)，②)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，②－①得到CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) △H=－206kJ·mol－1。