Question

10．合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起到重要作用．
（1）一定溫度下，某貯氫合金（M）的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比（$\frac{H}{M}$）．在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MH_x，隨著氫氣壓強(qiáng)的增大，$\frac{H}{M}$逐慚增大；在AB段，MH_x與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MH_y，氫化反應(yīng)方程式為：zMH_x（s）+H₂（g）?zMH_y（s）△H₁（I）；在B點(diǎn)，氫化反應(yīng)結(jié)束，進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng)，$\frac{H}{M}$幾乎不變．
反應(yīng)（I）的焓變△H_Ⅰ＜0（填“＞”“＜”或“=”）．
反應(yīng)（I）中z=$\frac{2}{y-x}$（用含x和y的代數(shù)式表示）．
溫度為T₁時(shí)，2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL，吸氫速率v=30mL•g?¹•min?¹．
（2）當(dāng)反應(yīng)（I）處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)到平衡后反應(yīng)（I）可能處于圖中的c點(diǎn)（填“b”“c”或“d”），該貯氫合金可通過加熱或減壓的方式釋放氫氣．η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T₁、T₂時(shí)，η（T₁）＞η（T₂）（填“＞”“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）溫度越高，壓強(qiáng)越大，氫氣的物質(zhì)的量越大；zMH_x（s）+H₂（g）?zMH_y（s）中遵循質(zhì)量守恒定律，則反應(yīng)前后H原子個(gè)數(shù)相同；吸氫速率v=$\frac{\frac{240mL}{2g}}{4min}$；由圖可知，相同氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比時(shí)，T₂溫度高，對(duì)應(yīng)的平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，則升高溫度，平衡逆向移動(dòng)；
（2）當(dāng)反應(yīng)（Ⅰ）處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，因溫度不變，K不變，則平衡時(shí)氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比增大，平衡點(diǎn)在曲線AB上；釋放氫氣即為平衡逆向移動(dòng)，結(jié)合該反應(yīng)為放熱反應(yīng)、氣體體積減小的反應(yīng)特點(diǎn)解答；T₂溫度高，對(duì)應(yīng)的平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，則升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫下有利于吸收氫．

解答 解：（1）由圖可知，相同氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比時(shí)，T₂溫度高，對(duì)應(yīng)的平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明升高溫度反應(yīng)向生成氫氣的方向移動(dòng)，即升高溫度向逆方向移動(dòng)，則逆方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即△H₁＜0；zMH_x（s）+H₂（g）?zMH_y（s）中遵循質(zhì)量守恒定律，則反應(yīng)前后H原子個(gè)數(shù)相同，則zx+2=zy，解得z=$\frac{2}{y-x}$；吸氫速率v=$\frac{\frac{240mL}{2g}}{4min}$=30mL•g^-1•min^-1；
故答案為：＜；$\frac{2}{y-x}$；30；
（2）當(dāng)反應(yīng)（Ⅰ）處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，因溫度不變，K不變，平衡時(shí)氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比增大，平衡點(diǎn)在曲線AB上，則達(dá)到平衡后反應(yīng)（Ⅰ）可能處于圖中的c點(diǎn)；釋放氫氣即為平衡逆向移動(dòng)，因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)、氣體體積減小的反應(yīng)，則該貯氫合金可通過加熱或減壓的方式釋放氫氣；T₂溫度高，對(duì)應(yīng)的平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，則升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫下有利于吸收氫，T₁＜T₂時(shí)，則η（T₁）＞η（T₂）；
故答案為：c；加熱；減壓；＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡、熱化學(xué)反應(yīng)式、反應(yīng)熱計(jì)算及圖象分析，把握平衡移動(dòng)的影響因素、圖象中縱橫坐標(biāo)的含義為解答的關(guān)鍵，（2）為解答的難點(diǎn)，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的綜合考查，題目難度中等．