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)+H2(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=___________mL·g-lmin-1。反应的焓变△H1_____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Tl、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、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为___________。己知温度为 T 时：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】 2/(y—x) 30 < > c 加热 减压 CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) H=-206kJmol1

【解析】（1）本题考查元素守恒、化学反应速率的计算、影响化学平衡移动的因素，根据氢元素守恒，zx＋2=zy，解得z=2/(x－y)，根据吸氢速率的单位，吸氢速率为240/(2×4)mL/(g·min)=30mL/(g·min)，因为T1<T2，，T2时氢气的压强大，说明升高温度向生成氢气的方向进行，因此正反应为放热反应，即△H1<0；（2）根据图像可知，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a点达到平衡，保持温度不变，向恒容体系中通入少量的氢气，氢气的压强增大，H/M逐渐增大，根据图像可能处于c点。根据平衡移动的原理，可以通过加热或减小压强，释放氢气；（3）反应方程式为CO＋3H2=CH4＋H2O，①CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)，②)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，②－①得到CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) △H=－206kJ·mol－1。