Question

【题目】氢气是清洁的能源，也是重要的化工原料。

（1）以H2为原料制取氨气进而合成CO(NH2)2的反应如下：

N2(g)+3H2(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=179.38 kJ·mol1

已知： 2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) ΔH=159.47 kJ·mol1

NH2CO2NH4(s) ===CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=+72.49 kJ·mol1

则N2(g)+3H2(g) ===2NH3(g) ΔH= kJ·mol1。

（2）储氢材料领域是当前研究热点，LiBH4是一种良好的储氢材料。采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料，并对AlLiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究：

①图甲为25℃水浴时每克不同配比的AlLiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由图可知，下列说法正确的 (填字母)。

甲 乙

a．25℃时，纯LiBH4和铝均与水反应产生氢气

b．25℃时，复合材料中铝不能产生氢气，只是起到催化作用

c．25℃时，AlLiBH4复合材料中LiBH4含量25%，储氢效果最好

②图乙为25℃和75℃时，AlLiBH4复合材料[ω(LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X射线衍射图谱(X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。从图分析，25℃时AlLiBH4复合材料中LiBH4与水反应生成的LiB(OH)4化学方程式为 ，铝元素的存在有多种形式，其中Al(OH)3产生的原因可能是 。

（3）已知H2S高温热分解制H2的反应为：H2S(g)H2(g)+1/2S2(g)在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S的分解实验，以H2S的起始浓度均为c mol·L1测定H2S的转化率，结果如下图所示：

图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。若985℃时，反应经t min达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则反应速率v(S2)= （用含c、t的代数式表示）。请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因： 。

（4）用惰性电极电解煤浆液的方法制H2的反应为：C(s)+2H2O(l) ===CO2(g)+2H2(g)现将一定量的1 mol·L1 H2SO4溶液和适量煤粉充分混合，制成含碳量为0.02 g·mL1～0.12g·mL1的煤浆液，置于如图所示装置中进行电解（两电极均为惰性电极）。则B极的电极反应式为 。

Answer 1

【答案】

（1）△H=―92.40 kJ·mol1（2分）

（2）①c（2分）

②LiBH4+4H2O===LiB(OH)4+ 4H2（2分） 反应生成LiOH使溶液呈碱性溶解铝（2分）

（3）0.2c/t mol·L1·min1（2分）

温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短（合理答案均可）（2分）

（4）2H++2e===H2↑（2分）

【解析】

试题分析：

（1）第一个方程式减去后两个即可得出该式的反应热；

（2）氧化还原反应：LiBH4+4H2O===LiB(OH)4+4H2 ，根据图像观察得出体系中含有氢氧化锂和硼酸锂，所以应是反应生成LiOH使溶液呈碱性溶解铝；

（3）反应经t min达到平衡，此时H2S的转化率为40%，反应中变化的浓度为0.4c mol·L1，S2是H2S变化一半，v(S2)=0.2c/t mol·L1·min1；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短；

（4）B电极为阴极：2 H++2e===H2↑。