Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

（1）在700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表（表中t2 > t1）:

反應(yīng)時(shí)間/min	0	t1	t2
n(CO)/mol	1.20	0.80	0.80

①反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率：v(H2)＝____mol·L－1·min－1。

②t2時(shí)刻，該反應(yīng)的正反應(yīng)速率___逆反應(yīng)速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）氫氧燃料電池可以使用在航天飛機(jī)上，其反應(yīng)原理示意圖如圖。

①該電池供電時(shí)，____能轉(zhuǎn)化為____能。

②寫出該電池供電時(shí)的總反應(yīng)方程式________。

③電極b上發(fā)生______反應(yīng)（“氧化”或“還原”）。

④在外電路中，電子流動(dòng)的方向?yàn)?/span>________。

（3）鎂鋁合金（Mg17Al10）是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定化學(xué)計(jì)量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg17Al10＋17H2＝17MgH2＋10Al。得到的混合物Y（17MgH2＋10Al）在一定條件下可釋放出氫氣。

①鎂鋁合金的熔點(diǎn)比金屬鎂的熔點(diǎn)______。（填“高”或“低”）

②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al10完全吸氫后得到的混合物Y與足量上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H2的物質(zhì)的量為______。

Answer 1

【答案】0.2/t1 等于 化學(xué) 電 2H2+O2=2H2O 還原 由a到b 低 49

【解析】

(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)首先計(jì)算v(CO)，再根據(jù)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(H2)；②反應(yīng)在t2時(shí)刻為平衡狀態(tài)；

(2)氫氧燃料電池中，氫氣易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入氫氣的電極a是負(fù)極，氧氣易得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極b是正極，電流由正極電極b通過(guò)導(dǎo)線流向負(fù)極電極a，據(jù)此分析解答；

(3)①合金的熔點(diǎn)比成分金屬的熔點(diǎn)低；②釋放出的H2 包括Mg17Al12吸收的氫，還包括鎂、鋁和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣。

(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)，反應(yīng)在t1min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，v(CO)＝=mol·L－1·min－1，則v(H2)＝v(CO)＝mol·L－1·min－1，故答案為：；

②根據(jù)表格數(shù)據(jù)t2時(shí)刻為平衡狀態(tài)，反應(yīng)的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故答案為：等于；

(2)①燃料電池中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故答案為：化學(xué)；電；

②氫氧燃料電池的總反應(yīng)式為2H2+O2═2H2O，故答案為：2H2+O2═2H2O；

③氫氧燃料電池中通入氧氣的電極b是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為：還原；

④在原電池中電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，a是負(fù)極、b是正極，則電子由電極a通過(guò)導(dǎo)線流向電極b，故答案為：由a到b；

(3)①合金的熔點(diǎn)比成分金屬的熔點(diǎn)低，因此鎂鋁合金的熔點(diǎn)比金屬鎂的熔點(diǎn)低，故答案為：低；

②根據(jù)反應(yīng)的方程式，1molMg17Al10完全吸氫17mol，在鹽酸中會(huì)全部釋放出來(lái)，鎂鋁合金中的鎂和鋁都能與鹽酸反應(yīng)生成H2，生成氫氣的物質(zhì)的量分別為17mol、10×=15mol，則生成氫氣一共(17+17+15)mol=49mol，故答案為：49mol。