Question

鎂是海水中含量較多的金屬，鎂、鎂合金及其鎂的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中用途非常廣泛．
（1）Mg₂Ni是一種儲(chǔ)氫合金，已知：
Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ?mol^-1
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ?mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
則△H₃=

 

kJ?mol^-1．
（2）工業(yè)上可用電解熔融的無(wú)水氯化鎂獲得鎂．其中氯化鎂脫水是關(guān)鍵工藝之一，一種正在試驗(yàn)的氯化鎂晶體脫水的方法是：先將MgCl₂?6H₂O轉(zhuǎn)化為MgCl₂?NH₄Cl?nNH₃（銨鎂復(fù)鹽），然后在脫氨得到無(wú)水氯化鎂，脫氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）儲(chǔ)氫材料Mg（AlH₄）₂在110-200°C的反應(yīng)為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2A1+3H₂↑每生成27gAl轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

．
（4）工業(yè)上用MgC₂O₄?2H₂O熱分解制超細(xì)MgO，其熱分解曲線如圖．圖中隔絕空氣條件下B→C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（5）以CO₂為原料還可以合成多種物質(zhì)．
①工業(yè)上尿素[CO（NH₂）₂]由CO₂和NH₃在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為

 

．當(dāng)氨碳比

n(NH3)

n(CO2)

=3，達(dá)平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為：

 

．
②用硫酸溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解，CO₂在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應(yīng)的方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě),化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,電解原理

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需讓化學(xué)方程式；
（2）先將MgCl₂?6H₂0轉(zhuǎn)化為MgCl₂?NH₄Cl?nNH₃，然后在700℃脫氨得到無(wú)水氯化鎂，依據(jù)原子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（3）氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算；
（4）判斷A、B、C各點(diǎn)組成，然后寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（5）①根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)式；利用三段式法計(jì)算；
②根據(jù)原電池原理，CO₂在正極發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷，注意電解質(zhì)溶液為酸性．

解答： 解：（1）Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ?mol^-1 ①
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ?mol^-1 ②
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
由蓋斯定律②-2×①得到Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃=-64.4KJ/mol-2×（-74.5KJ/mol）=+84.6kJ/mol，則△H₃=+84.6kJ/mol，
故答案為：+84.6；
（2）MgCl₂?NH₄Cl?nNH₃，在700℃脫氨得到無(wú)水氯化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式：MgCl₂?NH₄Cl?nNH₃

700℃  .

MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑↑；用惰性電極電解熔融氯化鎂，陰極上是鎂離子得到電子生成鎂，電極反應(yīng)為：Mg²⁺+2e^-=Mg；
故答案為：MgCl₂?NH₄Cl?nNH₃

700℃  .

MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；
（3）儲(chǔ)氫材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反應(yīng)為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反應(yīng)中生成2molAl轉(zhuǎn)移電子6mol，每生成27gAl轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol，
故答案為：3mol；
（4）工業(yè)上用MgC₂O₄?2H₂O熱分解制超細(xì)MgO，當(dāng)最后固體完全為MgO時(shí)，剩余固體質(zhì)量占原先固體質(zhì)量的百分比為：

40

148

×100%=27%，所以C點(diǎn)剩余的固體為MgO，MgC₂O₄?2H₂O加熱后先失去結(jié)晶水，完全失去結(jié)晶水后生成MgC₂O₄時(shí)剩余固體質(zhì)量占原先固體質(zhì)量的百分比：1-

36

148

×100%≈75.7%，說(shuō)明A點(diǎn)恰好失去結(jié)晶水，則B點(diǎn)剩余固體為氧化鎂和草酸鎂的混合物，草酸鎂中C的化合價(jià)為+3價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)特點(diǎn)可知，草酸鎂分解生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgC₂O₄

△   .

MgO+CO↑+CO₂↑，
故答案為：MgC₂O₄

△   .

MgO+CO↑+CO₂↑；
（5）①根據(jù)反應(yīng)物是二氧化碳和氨氣（NH₃），反應(yīng)條件是高溫、高壓，生成物是尿素[CO（NH₂）₂]和水，化學(xué)反應(yīng)式為2NH₃+CO₂=CO（NH₂）₂+H₂O，
設(shè)CO₂的初始物質(zhì)的量為a，則NH₃的初始物質(zhì)的量為3a，
         2NH₃+CO₂=CO（NH₂）₂+H₂O；
起始/mol 3a   a
轉(zhuǎn)化/mol 1.2a 0.6a
平衡/mol 1.8a 0.4a
平衡時(shí)NH₃轉(zhuǎn)化率為：

1.2a

3a

×100%=40%，
故答案為：2NH₃+CO₂=CO（NH₂）₂+H₂O；40%；
②CO₂在正極發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷，考慮電解質(zhì)為硫酸，所以甲烷中氫來(lái)源為硫酸電離的氫離子，根據(jù)化合價(jià)變化可知1mol二氧化碳變成甲烷得到8mol電子，故電極反應(yīng)為：CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O，
故答案為：CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，注意掌握蓋斯定律的概念及應(yīng)用方法．