Question

【題目】金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結構示意圖如下圖所示。

（1）該合金的化學式為__________________；

（2）一定條件下，該貯氫材料能快速、可逆地存儲和釋放氫氣，若每個晶胞可吸收 3 個 H2, 這一過程用化學方程式表示為：______________________________________。

（3）下列關于該貯氫材料及氫氣的說法中，正確的是_________( 填序號 )

A．該材料中鑭原子和鎳原子之間存在化學鍵，是原子晶體

B．氫分子被吸收時首先要在合金表面解離變成氫原子，同時放出熱量

C．該材料貯氫時采用常溫高壓比采用常溫常壓更好

D．氫氣很難液化是因為雖然其分子內氫鍵很強，但其分子間作用力很弱

（4）晶體銅是面心立方堆積，在銅的一個晶胞中，把頂點上的銅原子換成Au，可得一種合金，該合金也具有儲氫功能，儲氫時，氫原子進入到Au和Cu原子構成的的四面體空隙中，則達到最大儲氫量的化學式為_____________。

Answer 1

【答案】 LaNi5 LaNi5 ＋ 3H2 LaNi5H6 C Cu3AuH8

【解析】（1）根據晶胞的結構可知，La原子的個數是8×＝1，Ni原子個數是8×＋1＝5，所以化學式是LaNi5；（2）晶胞中去掉氫氣分子為鑭鎳合金，由晶胞結構可知鑭鎳合金為LaNi5，能可逆地存儲和釋放氫氣，每個晶胞可吸收3個氫氣分子，這一過程用化學方程式表示為：LaNi5 ＋ 3H2 LaNi5H6；（3）A、鑭和鎳都是金屬，貯氫材料為金屬晶體，選項A錯誤；B、根據儲氫原理可知，鑭鎳合金先吸附H2，然后H2解離為原子，該過程用吸收熱量，選項B錯誤；C、吸附氫氣的過程為氣體體積減小的反應，高壓比采用常壓更有利于氫氣吸收，選項C正確；D、氫氣分子之間不存在氫鍵，選項D錯誤。答案選C；（4）在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個數=8×=1，Cu原子個數=6×=3，所以該合金中金原子與銅原子個數之比為1：3，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中，則H原子應位于晶胞內部，應含有8個H，所以其化學式為Cu3AuH8。