Question

合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸收氫性能，在配合氫能的開(kāi)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(guò)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MH_x，隨著氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐慚增大；在AB段，MH_x與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MH_y，氫化反應(yīng)方程式為：zMH_x(s)+H2(g)==ZMH_y(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-1•min。反應(yīng)的焓變△H_Ⅰ_____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T1、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(guò)______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_(kāi)________。已知溫度為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】（1）2/(y—x)；30；<

（2）>；c；加熱 減壓

（3）CO(g)+3H₂(g)=CH₄(g)+H₂O(g)   ∆H=—206kJ•mol‾¹

【解析】（1）根據(jù)元素守恒可得z•x+2=z•y，解得z=2/(y—x)；吸氫速率v=240mL÷2g÷4min=30 mL•g^-1•min^-1；因?yàn)門₁<T₂，T₂時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說(shuō)明升溫向生成氫氣的方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則∆H₁ < 0。

（2）根據(jù)圖像可知，橫坐標(biāo)相同，即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(shuō)明T₂時(shí)吸氫量少，則η（T₁）>η（T₂）；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，氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐慚增大，根據(jù)圖像可能處于c點(diǎn)；根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可以通過(guò)加熱，使溫度升高或減小壓強(qiáng)使平衡向左移動(dòng)，釋放氫氣。

（3）寫出化學(xué)方程式并注明狀態(tài)：CO(g)+3H₂(g)=CH₄(g)+H₂O(g)，然后根據(jù)蓋斯定律可得該反應(yīng)的∆H=—∆H₁+∆H₂=—206kJ•mol‾¹，進(jìn)而得出熱化學(xué)方程式。

【考點(diǎn)定位】本題以合金貯氫材料為背景，考查了元素守恒的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、焓變的判斷、化學(xué)平衡移動(dòng)及影響因素、熱化學(xué)方程式的書寫。

【名師點(diǎn)睛】本題素材選取新穎，化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡完全圍繞圖像展開(kāi)，這就要求考生具有較強(qiáng)的讀圖能力，能夠快速的從圖表中得到有用的數(shù)據(jù)，是解答本題的關(guān)鍵，本題第二小題為創(chuàng)新的題型，定義了一個(gè)新的陌生物理量，并且對(duì)該物理量進(jìn)行分析，這就要求考生們對(duì)平時(shí)所學(xué)知識(shí)做到深入理解、活學(xué)活用，才能順利的解答，第3小題為熱化學(xué)方程式的書寫，為常規(guī)題目，只要考生注意正負(fù)號(hào)、物質(zhì)的狀態(tài)以及數(shù)值的計(jì)算等，即可得到正確答案。