Question

13．MgH₂和Mg₂Cu可用作貯氫材料，MgO可用作爐膛內(nèi)脫硫脫硝的試劑．
（1）MgH₂是一種離子化合物，其電子式為[H：]^-Mg²⁺[H：]^-．
（2）Mg₂Cu在加壓條件下儲氫時生成MgH₂和MgCu₂，該反應的化學方程式為2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂．
（3）已知MgH₂的有關(guān)熱化學方程式如下：
MgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1；
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8 KJ•mol^-1；
Mg（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═MgO（s）△H₃=-141.6 KJ•mol^-1．
①氫化鎂燃燒生成氧化鎂和水蒸氣的熱化學方程式為MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）△H=-309kJ•mol^-1．
②MgH₂作貯氫材料時，單位貯氫材料釋放出氫氣的質(zhì)量隨時間的變化如圖甲所示，其中溫度T₁、T₂、T₃由小到大的順序為T₃＜T₂＜T₁．

（4）爐膛內(nèi)脫除SO₂與NO的反應為2MgO（s）+2SO₂ （g）+2NO（g）?2MgSO₄（s）+N₂（g）△H=a KJ•mol^-1，其平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖乙所示．
①上述反應的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•{c}^{2}（NO）}$．
②a＜（填“＞”或“＜”）0．
（5）全固態(tài)鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖丙所示，放電時電池反應為2Li+MgH₂═Mg+2LiH．放電時，X極的電極反應式為MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH．充電時，Y極的電極反應式為Li⁺+e^-=Li．

Answer 1

分析 （1）MgH₂是一種離子化合物，鎂失去最外層電子給氫原子；
（2）Mg₂Cu在加壓條件下與氫氣生成MgH₂和MgCu₂，根據(jù)質(zhì)量守恒可得；
（3）①已知：ⅠMgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1；
ⅡH₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8 KJ•mol^-1；
ⅢMg（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═MgO（s）△H₃=-141.6 KJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）；
②MgH₂作貯氫材料時，單位貯氫材料釋放出氫氣，反應為MgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1，溫度升高有利于氫氣的釋放；
（4）①根據(jù)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與與反應物濃度冪之積之比可寫，注意固體不寫入；
②根據(jù)溫度升高化學平衡向著吸熱方向移動分析；
（5）全固態(tài)鋰離子電池放電時電池反應為2Li+MgH₂═Mg+2LiH，X極電極材料為MgH₂，該極為正極，得電子，電極反應式為：MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH，則Y極為Li，作負極，電極反應式為：Li-e^-=Li⁺，；充電時：Y極為陰極：反應式為：Li⁺+e^-=Li．

解答 解：（1）MgH₂是一種離子化合物，鎂失去最外層電子給氫原子，電子式為：[H：]^-Mg²⁺[H：]^-；
故答案為：[H：]^-Mg²⁺[H：]^-；
（2）Mg₂Cu在加壓條件下儲氫時生成MgH₂和MgCu₂，化學方程式為：2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂；
故答案為：2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂；
（3）①已知：ⅠMgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1；
ⅡH₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8 KJ•mol^-1；
ⅢMg（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═MgO（s）△H₃=-141.6 KJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）△H=-309 kJ•mol^-1；
故答案為：MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）△H=-309 kJ•mol^-1；
②MgH₂作貯氫材料時，單位貯氫材料釋放出氫氣，反應為MgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1，溫度升高有利于氫氣的釋放，由圖可知，T₁、T₂、T₃氫氣的釋放速率減慢，則T₃＜T₂＜T₁；
故答案為：T₃＜T₂＜T₁；
（4）①反應2MgO（s）+2SO₂ （g）+2NO（g）?2MgSO₄（s）+N₂（g），化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•{c}^{2}（NO）}$；
故答案為：$\frac{c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•{c}^{2}（NO）}$；
②溫度升高化學平衡向著吸熱方向移動，由圖可知溫度升高，K減小，說明該反應為放熱反應，則△H=a KJ•mol^-1＜0；
故答案為：＜；
（5）全固態(tài)鋰離子電池放電時電池反應為2Li+MgH₂═Mg+2LiH，X極電極材料為MgH₂，該極為正極，得電子，電極反應式為：MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH，則Y極為Li，作負極，電極反應式為：Li-e^-=Li⁺，；充電時：Y極為陰極：反應式為：Li⁺+e^-=Li；
故答案為：MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH；Li⁺+e^-=Li．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備、蓋斯定律、原電池的工作原理、溫度對化學平衡、化學平衡常數(shù)的影響以及平衡的判斷，難度中等，考查學生分析和解決問題的能力．