Question

【题目】合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用

（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)+ H(g)==zMHy(s) △H(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代数式表示）。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v=______mLg-1min-1。反应的焓变△H(Ⅰ)_____0（填“>”“<”或“=”）

（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T1）____ η（T2）（填“>”“<”或“=”）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的_____点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。

（3）贮氢合金ThNi5可催化由CO、H合成CH的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_______ 。已知温度为T时：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；加热、减压

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

【解析】

试题分析：（1） 氢化反应方程式为zMHx(s)+ H(g)==zMHy(s),根据氢原子守恒可得zx+2=zy，解得z=2/(y—x)；吸氢速率v=240mL÷2g÷4min=30 mLg-1min-1；因为T1<T2，T2时氢气的压强大，说明升温向生成氢气的方向移动，逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应，则△H(Ⅰ)< 0。

（2）根据图像可知，横坐标相同，即氢原子与金属原子的个数比相同时，T2时氢气的压强大，说明T2时吸氢量少，则η（T1）>η（T2）；处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，氢气压强的增大，H/M逐惭增大，即a在AB段，加入的少量氢气反应生成固体，压强不变，所以恒容体系中加入少量氢气后应为c点；根据平衡移动原理，可以通过加热，使温度升高或减小压强使平衡向左移动，释放氢气。

（3）因为①CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) △H=+165KJmol1、②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41KJmol1，根据盖斯定律可得反应CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)的H=—H1+H2=—206kJmol1，所以该反应的热化学方程式为CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g) H= —206kJmol-1。