Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。

（1）在700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O，發生反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，反應過程中測定的部分數據見下表（表中t2 > t1）:

反應時間/min	0	t1	t2
n(CO)/mol	1.20	0.80	0.80

①反應在t1min內的平均速率：v(H2)＝____mol·L－1·min－1。

②t2時刻，該反應的正反應速率___逆反應速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如圖。

①該電池供電時，____能轉化為____能。

②寫出該電池供電時的總反應方程式________。

③電極b上發生______反應（“氧化”或“還原”）。

④在外電路中，電子流動的方向為________。

（3）鎂鋁合金（Mg17Al10）是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護下，將一定化學計量比的Mg、Al單質在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg17Al10＋17H2＝17MgH2＋10Al。得到的混合物Y（17MgH2＋10Al）在一定條件下可釋放出氫氣。

①鎂鋁合金的熔點比金屬鎂的熔點______。（填“高”或“低”）

②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al10完全吸氫后得到的混合物Y與足量上述鹽酸完全反應，釋放出H2的物質的量為______。

Answer 1

【答案】0.2/t1 等于 化學 電 2H2+O2=2H2O 還原 由a到b 低 49

【解析】

(1)①根據表格數據首先計算v(CO)，再根據速率之比=化學計量數之比計算v(H2)；②反應在t2時刻為平衡狀態；

(2)氫氧燃料電池中，氫氣易失電子發生氧化反應，所以通入氫氣的電極a是負極，氧氣易得電子發生還原反應，所以通入氧氣的電極b是正極，電流由正極電極b通過導線流向負極電極a，據此分析解答；

(3)①合金的熔點比成分金屬的熔點低；②釋放出的H2 包括Mg17Al12吸收的氫，還包括鎂、鋁和鹽酸反應生成的氫氣。

(1)①根據表格數據，反應在t1min時達到平衡狀態，v(CO)＝=mol·L－1·min－1，則v(H2)＝v(CO)＝mol·L－1·min－1，故答案為：；

②根據表格數據t2時刻為平衡狀態，反應的正反應速率等于逆反應速率，故答案為：等于；

(2)①燃料電池中，將化學能轉化為電能，故答案為：化學；電；

②氫氧燃料電池的總反應式為2H2+O2═2H2O，故答案為：2H2+O2═2H2O；

③氫氧燃料電池中通入氧氣的電極b是正極，發生還原反應，故答案為：還原；

④在原電池中電子從負極沿導線流向正極，a是負極、b是正極，則電子由電極a通過導線流向電極b，故答案為：由a到b；

(3)①合金的熔點比成分金屬的熔點低，因此鎂鋁合金的熔點比金屬鎂的熔點低，故答案為：低；

②根據反應的方程式，1molMg17Al10完全吸氫17mol，在鹽酸中會全部釋放出來，鎂鋁合金中的鎂和鋁都能與鹽酸反應生成H2，生成氫氣的物質的量分別為17mol、10×=15mol，則生成氫氣一共(17+17+15)mol=49mol，故答案為：49mol。