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，縱軸為平衡時氫氣的壓強（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比（H/M）。在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強的增大，H/M逐慚增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應生成氫化物MHy，氫化反應方程式為：zMHx(s)+ H(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(shù)式表示）。溫度為T1時，2g某合金4min內吸收氫氣240mL，吸氫速率v=______mLg-1min-1。反應的焓變△H(Ⅰ)_____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T1、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、H合成CH的反應，溫度為T時，該反應的熱化學方程式為_______ 。已知溫度為T時：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；因為T1<T2，T2時氫氣的壓強大，說明升溫向生成氫氣的方向移動，逆反應為吸熱反應，所以正反應為放熱反應，則△H(Ⅰ)< 0。

（2）根據(jù)圖像可知，橫坐標相同，即氫原子與金屬原子的個數(shù)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）；處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，氫氣壓強的增大，H/M逐慚增大，即a在AB段，加入的少量氫氣反應生成固體，壓強不變，所以恒容體系中加入少量氫氣后應為c點；根據(jù)平衡移動原理，可以通過加熱，使溫度升高或減小壓強使平衡向左移動，釋放氫氣。

（3）因為①CH4(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CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)的H=—H1+H2=—206kJmol1，所以該反應的熱化學方程式為CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g) H= —206kJmol-1。