Question

【題目】氫氣是一種理想的“綠色能源”，利用氫能需要選擇合適的儲氫材料。目前正在研究和使用的儲氫材料有鎂系合金、稀土系合金等。

(1)已知，Mg(s) +H2(g)==MgH2(s) △H=-74.5kJ/mol

Mg2Ni(s) + 2H2(g)==Mg2NiH4(s) △H=-64.4kJ/mol

MgNi(s)+ 2MgH2(s)==2Mg(s)+ Mg2NiH4(s) △H=____kJ/mol。

(2)儲氫材料Mg(AlH4)2在110～200℃的反應(yīng)為：Mg(AlH4)2==MgH2+2Al+3H2↑。反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3mol電子時，產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____________L。

(3)鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物：LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) △H<0，欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動原理，可改變的條件是_________(填字母編號)。

a.增加LaNi5H6(s)的量 b.升高溫度 c.減小壓強(qiáng) d.使用催化劑

(4)儲氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：

①某溫度下，向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷，起始濃度為amol·L-1，平衡時苯的濃度為b mol·L-1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

②一定條件下，下圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫(忽略其它有機(jī)物)。A是電源的__________極(填“正”或“負(fù)”)；電解過程中產(chǎn)生的氣體F為________(填化學(xué)式)：電極D上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________。

Answer 1

【答案】 +84.6 33:6 b c 27b4/(a-b) 負(fù) O2 C6H6+6H++6e-=C6H12

【解析】（1）本題考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計算，①Mg(s) +H2(g)=MgH2(s)，②Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)，根據(jù)目標(biāo)方程式，②－①×2，△H=＋84.6kJ·mol－1；（2）考查氧化還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)方程式，Al的化合價降低，一部分H的化合價升高，一部分H不變，因此生成3molH2，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為6mol，轉(zhuǎn)移3mol電子，生成氫氣物質(zhì)的量為1.5mol，即氫氣的體積為1.5×22.4L=33.6L；（3）本題考查勒夏特列原理，a、LaNi5H6為固體，濃度視為常數(shù)，對化學(xué)平衡移動無影響，故a錯誤；b、正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，釋放出氫氣，故b正確；c、減小壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，釋放出氫氣，故c正確；d、催化劑對化學(xué)平衡的移動無影響，故d錯誤；（4）考查平衡常數(shù)計算、電解原理、電極反應(yīng)式的書寫，①

起始： a 0 0

變化： b b 3b

平衡： a－b b 3b，化學(xué)平衡常數(shù)K==27b4/(a-b)；②根據(jù)裝置圖，C6H6→C6H12，C的化合價降低，即電極D為陰極，A是電源的負(fù)極，陽極上發(fā)生4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，氣體F為O2，電極D電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12。