Question

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)+ H(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^-1•min^-1。反应的焓变△H(Ⅰ)_____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T₁、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、H合成CH的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_______ 。已知温度为T时：CH(g)+2H₂O=CO(g)+4H(g)  △H=+165KJ•mol^‾1

CO(g)+H₂O(g)=CO(g)+H(g)   △H=-41KJ•mol^‾1

Answer

（1）2/(y—x)；30；<

（2）>；c；加热、减压

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

【解析】

试题分析：（1） 氢化反应方程式为zMHx(s)+ H(g)==zMHy(s),根据氢原子守恒可得z•x+2=z•y，解得z=2/(y—x)；吸氢速率v=240mL÷2g÷4min=30 mL•g-1•min-1；因为T1η（T2）；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，氢气压强的增大，H/M逐惭增大，即a在AB段，加入的少量氢气反应生成固体，压强不变，所以恒容体系中加入少量氢气后应为c点；根据平衡移动原理，可以通过加热，使温度升高或减小压强使平衡向左移动，释放氢气。

（3）因为①CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) △H=+165KJ•mol‾1、②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41KJ•mol‾1，根据盖斯定律可得反应CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)的∆H=—∆H1+∆H2=—206kJ•mol‾1，所以该反应的热化学方程式为CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g) ∆H= —206kJ•mol-1。

【考点定位】考查元素守恒的应用、化学反应速率的计算、焓变的判断、化学平衡移动及影响因素、热化学方程式的书写等知识。

【名师点睛】本题以合金贮氢材料为背景，考查了元素守恒的应用、化学反应速率的计算、焓变的判断、化学平衡移动及影响因素、热化学方程式的书写等知识，素材选取新颖，化学反应速率与化学平衡完全围绕图像展开，这就要求考生具有较强的读图能力，能够快速的从图表中得到有用的数据，是解答本题的关键。①第二小题为创新的题型，定义了一个新的陌生物理量，并且对该物理量进行分析，这就要求考生们对平时所学知识做到深入理解、活学活用；②第3小题为热化学方程式的书写，为常规题目，只要注意正负号、物质的状态以及数值的计算等，即可得到正确答案。