Question

【題目】MgH2和Mg2Cu可用作貯氫材料，MgO可用作爐膛內脫硫脫硝的試劑。

（1）MgH2是一種離子化合物，其電子式為_______________。

（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_____________。

（3）已知MgH2的有關熱化學方程式如下：

MgH2(s) =Mg(s)+H2(g) △H1=+74.4kJ mol-1；

H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8 kJ mol-1；

Mg(s)+l/2O2(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______________。

②MgH2作貯氫材料時，單位貯氫材料釋放出氫氣的質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__________________。

（4）爐膛內脫除 SO2、NO 反應為2MgO(s)+2SO2(g)+2NO(g)2MgSO4(s)+N2(g) △H =akJ/ mol，其平衡常數與溫度的關系如圖乙所示。

①上述反應的平衡常數表達式為K=_________。

②a_________0(填“>”或“,<”)。

（5）全固態鋰離子電池的結構如圖丙所示，放電時電池反應為2Li+MgH2=Mg+2LiH。放電時，X極的電極反應式為_________。充電時，Y極的電極反應式為______________。

Answer 1

【答案】 [H:]- Mg2+[:H]- 2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2 MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) △H=-309 kJ·mol-1 T3<T2<T1 < MgH2+2Li++2e-=Mg+2LiH Li++e-=Li

【解析】(1)MgH2是一種離子化合物，其電子式為[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，反應的化學方程式為2Mg2Cu+3H2= MgCu2+3MgH2，故答案為：2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2；

(3)①根據①MgH2(s)=Mg(s)+H2(g) △H1=+74.4kJ mol-1；

②H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8 kJ mol-1；

③Mg(s)+l/2O2(g)=MgO(s) △H3=-141.6 KJ mol-1。

將①+②+③得：MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) △H=(+74.4kJ mol-1)+(-241.8 kJ mol-1)+(-141.6 KJ mol-1)=-309 kJ·mol-1，故答案為：MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) △H=-309 kJ·mol-1；

②溫度越高，放出氫氣的速率越快，溫度由小到大的順序為T3<T2<T1，故答案為：T3<T2<T1；

(4)①反應2MgO(s)+2SO2(g)+2NO(g)2MgSO4(s)+N2(g)的平衡常數表達式為K=，故答案為：；

②根據圖像，升高溫度，平衡常數減小，說明平衡逆向移動，說明正反應為放熱反應，a＜0，故答案為：＜；

(5)根據圖像，固態鋰為負極，X極為正極，結合放電時的電池反應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極為陰極，電極反應式為Li++e-=Li，故答案為：MgH2+2Li++2e-=Mg+2LiH；Li++e-=Li。