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)+H2(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=___________mL·g-lmin-1。反應(yīng)的焓變△H1_____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Tl、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、H2合成CH4的反應(yīng)，溫度為T時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________。己知溫度為 T 時(shí)：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(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素，根據(jù)氫元素守恒，zx＋2=zy，解得z=2/(x－y)，根據(jù)吸氫速率的單位，吸氫速率為240/(2×4)mL/(g·min)=30mL/(g·min)，因?yàn)?/span>T1<T2，，T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明升高溫度向生成氫氣的方向進(jìn)行，因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H1<0；（2）根據(jù)圖像可知，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a點(diǎn)達(dá)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(qiáng)增大，H/M逐漸增大，根據(jù)圖像可能處于c點(diǎn)。根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，可以通過加熱或減小壓強(qiáng)，釋放氫氣；（3）反應(yīng)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。