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。
49.一定温度下,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中形成固液体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;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) △H1(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,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v= mL•g‾1•min‾1反应(I)的焓变△H1 0(填“>”“=”“<”)。
50.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“>”“=”“<”)。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。
51.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 。已知温度为T时:CH4(g) + 2H2O(g)=CO2(g) + 4H2(g) △H=+165 kJ•mol‾1、 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) △H=-41 kJ•mol‾1。
;30 ; <。
由H元素守恒可得:zx+2=zy,解得z=2/(y-x)。吸氢速率v=240 mL÷2 g÷4 min =30 mL•g‾1•min‾1。从图中信息看,因T1<T2,且T2时氢气的压强大,表明升高温度,平衡向生成氢气的方向移动(即逆反应方向移动),则逆反应吸热,正反应放热,△H1<0。
依据守恒原理、化学反应速率和化学平衡原理解题。
吸氢速率计算。
> ; c; 加热 ;减压。
依据题图可知,横坐标相同,即氢原子与金属原子的个数比(H/M)相同时,T2时氢气的压强大,则吸氢量就少,即有η(T1) > η(T2)。处于图中的点a时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,氢气压强增大,H/M逐渐增大,则达到平衡后反应(I)可能处于图中的c点。依据勒夏特列原理,可以通过加热(即升高温度)或减小压强等方法使平衡逆向移动,以释放出氢气。
依据化学平衡移动原理、整合题图信息解题。
达到平衡后反应(I)可能处于图中的某点的判断。
CO(g) + 3H2(g) == CH4(g) + H2O(g) ∆H=-206 kJ•mol‾1。
依据盖斯定律进行方程式叠加——注意反应物CO、H2和生成物CH4:
CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) △H=-41 kJ•mol‾1
—)CH4(g) + 2H2O(g)=CO2(g) + 4H2(g) △H=+165 kJ•mol‾1
得:CO(g) + 3H2(g) == CH4(g) + H2O(g) ∆H=-206 kJ•mol‾1 = [—41—(+165)] kJ•mol‾1 。
依据盖斯定律计算。
易漏写状态或错写水分子的状态。