Question

【題目】金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

（1）該合金的化學(xué)式為__________________；

（2）一定條件下，該貯氫材料能快速、可逆地存儲(chǔ)和釋放氫氣，若每個(gè)晶胞可吸收 3 個(gè) H2, 這一過程用化學(xué)方程式表示為：______________________________________。

（3）下列關(guān)于該貯氫材料及氫氣的說法中，正確的是_________( 填序號(hào) )

A．該材料中鑭原子和鎳原子之間存在化學(xué)鍵，是原子晶體

B．氫分子被吸收時(shí)首先要在合金表面解離變成氫原子，同時(shí)放出熱量

C．該材料貯氫時(shí)采用常溫高壓比采用常溫常壓更好

D．氫氣很難液化是因?yàn)殡m然其分子內(nèi)氫鍵很強(qiáng)，但其分子間作用力很弱

（4）晶體銅是面心立方堆積，在銅的一個(gè)晶胞中，把頂點(diǎn)上的銅原子換成Au，可得一種合金，該合金也具有儲(chǔ)氫功能，儲(chǔ)氫時(shí)，氫原子進(jìn)入到Au和Cu原子構(gòu)成的的四面體空隙中，則達(dá)到最大儲(chǔ)氫量的化學(xué)式為_____________。

Answer 1

【答案】 LaNi5 LaNi5 ＋ 3H2 LaNi5H6 C Cu3AuH8

【解析】（1）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，La原子的個(gè)數(shù)是8×＝1，Ni原子個(gè)數(shù)是8×＋1＝5，所以化學(xué)式是LaNi5；（2）晶胞中去掉氫氣分子為鑭鎳合金，由晶胞結(jié)構(gòu)可知鑭鎳合金為LaNi5，能可逆地存儲(chǔ)和釋放氫氣，每個(gè)晶胞可吸收3個(gè)氫氣分子，這一過程用化學(xué)方程式表示為：LaNi5 ＋ 3H2 LaNi5H6；（3）A、鑭和鎳都是金屬，貯氫材料為金屬晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、根據(jù)儲(chǔ)氫原理可知，鑭鎳合金先吸附H2，然后H2解離為原子，該過程用吸收熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、吸附氫氣的過程為氣體體積減小的反應(yīng)，高壓比采用常壓更有利于氫氣吸收，選項(xiàng)C正確；D、氫氣分子之間不存在氫鍵，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選C；（4）在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個(gè)數(shù)=8×=1，Cu原子個(gè)數(shù)=6×=3，所以該合金中金原子與銅原子個(gè)數(shù)之比為1：3，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中，則H原子應(yīng)位于晶胞內(nèi)部，應(yīng)含有8個(gè)H，所以其化學(xué)式為Cu3AuH8。