Question

【題目】氫氣是清潔的能源，也是重要的化工原料。

（1）以H2為原料制取氨氣進而合成CO(NH2)2的反應(yīng)如下：

N2(g)+3H2(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=179.38 kJ·mol1

已知： 2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) ΔH=159.47 kJ·mol1

NH2CO2NH4(s) ===CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=+72.49 kJ·mol1

則N2(g)+3H2(g) ===2NH3(g) ΔH= kJ·mol1。

（2）儲氫材料領(lǐng)域是當前研究熱點，LiBH4是一種良好的儲氫材料。采用球磨法制備Al與LiBH4的復(fù)合材料，并對AlLiBH4體系與水反應(yīng)產(chǎn)氫的特性進行下列研究：

①圖甲為25℃水浴時每克不同配比的AlLiBH4復(fù)合材料與水反應(yīng)產(chǎn)生H2體積隨時間變化關(guān)系圖。由圖可知，下列說法正確的 (填字母)。

甲 乙

a．25℃時，純LiBH4和鋁均與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

b．25℃時，復(fù)合材料中鋁不能產(chǎn)生氫氣，只是起到催化作用

c．25℃時，AlLiBH4復(fù)合材料中LiBH4含量25%，儲氫效果最好

②圖乙為25℃和75℃時，AlLiBH4復(fù)合材料[ω(LiBH4)=25%]與水反應(yīng)一定時間后產(chǎn)物的X射線衍射圖譜(X射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。從圖分析，25℃時AlLiBH4復(fù)合材料中LiBH4與水反應(yīng)生成的LiB(OH)4化學方程式為 ，鋁元素的存在有多種形式，其中Al(OH)3產(chǎn)生的原因可能是 。

（3）已知H2S高溫熱分解制H2的反應(yīng)為：H2S(g)H2(g)+1/2S2(g)在恒容密閉容器中，控制不同溫度進行H2S的分解實驗，以H2S的起始濃度均為c mol·L1測定H2S的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如下圖所示：

圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線，b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。若985℃時，反應(yīng)經(jīng)t min達到平衡，此時H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則反應(yīng)速率v(S2)= （用含c、t的代數(shù)式表示）。請說明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因： 。

（4）用惰性電極電解煤漿液的方法制H2的反應(yīng)為：C(s)+2H2O(l) ===CO2(g)+2H2(g)現(xiàn)將一定量的1 mol·L1 H2SO4溶液和適量煤粉充分混合，制成含碳量為0.02 g·mL1～0.12g·mL1的煤漿液，置于如圖所示裝置中進行電解（兩電極均為惰性電極）。則B極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

【答案】

（1）△H=―92.40 kJ·mol1（2分）

（2）①c（2分）

②LiBH4+4H2O===LiB(OH)4+ 4H2（2分） 反應(yīng)生成LiOH使溶液呈堿性溶解鋁（2分）

（3）0.2c/t mol·L1·min1（2分）

溫度升高，反應(yīng)速率加快，達到平衡所需的時間縮短（合理答案均可）（2分）

（4）2H++2e===H2↑（2分）

【解析】

試題分析：

（1）第一個方程式減去后兩個即可得出該式的反應(yīng)熱；

（2）氧化還原反應(yīng)：LiBH4+4H2O===LiB(OH)4+4H2 ，根據(jù)圖像觀察得出體系中含有氫氧化鋰和硼酸鋰，所以應(yīng)是反應(yīng)生成LiOH使溶液呈堿性溶解鋁；

（3）反應(yīng)經(jīng)t min達到平衡，此時H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，反應(yīng)中變化的濃度為0.4c mol·L1，S2是H2S變化一半，v(S2)=0.2c/t mol·L1·min1；溫度升高，反應(yīng)速率加快，達到平衡所需的時間縮短；

（4）B電極為陰極：2 H++2e===H2↑。