Question

5．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研究和工業生產中用途非常廣泛．
（1）圖1是2LiBH₄/MgH₂體系放氫焓變示意圖，則：

Mg（s）+2B（s）═MgB₂（s）△H=-93 kJ•mol^-1．
（2）工業上可用電解熔融的無水氯化鎂獲得鎂．其中氯化鎂脫水是關鍵工藝之一，一種正在試驗的氯化鎂晶體脫水的方法是：先將MgCl₂•6H₂O轉化為MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃（銨鎂復鹽），然后在700℃脫氨得到無水氯化鎂，脫氨反應的化學方程式為：MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；
電解熔融氯化鎂，陰極的電極反應式為：Mg²⁺+2e^-=Mg．
（3）儲氫材料Mg（AlH₄）₂在110-200°C的反應為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2A1+3H₂↑每生成27gAl轉移電子的物質的量為3mol．
（4）工業上用MgC₂O₄•2H₂O熱分解制超細MgO，其熱分解曲線如圖2．圖中隔絕空氣條件下B→C發生反應的化學方程式為MgC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO↑+CO₂↑．
（5）CO與NO反應生成可參與大氣循環的無毒氣體，其熱化學方程式為：2NO（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+N₂（g）；
△H=-746kJ•mol^-1．對于該反應，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，圖3中圖象正確的是乙．

Answer 1

分析 （1）根據反應熱的意義，由圖可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiBH₄（s）+Mg（s））+H₂（g）△H=+76 kJ•mol^-1②
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）△H=+183 kJ•mol^-1③
2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+（200-183）kJ•mol^-1④，
應用蓋斯定律計算化學反應的焓變；
（2）先將MgCl₂•6H₂0轉化為MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃，然后在700℃脫氨得到無水氯化鎂，依據原子守恒書寫化學方程式；
（3）根據方程式的意義：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反應中生成2molAl轉移電子6mol，據此計算即可；
（4）用MgC₂O₄•2H₂O熱分解制超細MgO，當最后固體完全為MgO時，可以計算剩余固體質量占原先固體質量的百分比，得到C點剩余的固體，MgC₂O₄•2H₂O加熱后先失去結晶水，完全失去結晶水后生成MgC₂O₄時，可以計算剩余固體質量占原先固體質量的百分比，最后根據氧化還原反應特點，寫出反應的化學方程式；
（5）甲、升高溫度，平衡正向移動，正逆反應速率都增大；
乙、升高溫度，平衡正向移動；溫度高的先拐，先達平衡；
丙、增大壓強，平衡正向移動，據此判斷CO的體積分數變化的情況．

解答 解：（1）由圖可知：2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+200 kJ•mol^-1①
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiBH₄（s）+Mg（s））+H₂（g）△H=+76 kJ•mol^-1②
2LiBH₄（s）+MgH₂（s）=2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）△H=+183 kJ•mol^-1③
2LiH（s）+MgB₂（s）+4H₂（g）=2LiH（s）+2B（s）+MgH₂（s）+3H₂（g）△H=+（200-183）kJ•mol^-1④
即：MgB₂（s）+H₂（g）=2B（s）+MgH₂（s）△H=+17 kJ•mol^-1④
所以-④-②得：Mg（s）+2B（s）═MgB₂（s）△H=-（17+76）kJ•mol^-1
故答案為：-93 kJ•mol^-1；
（2）MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃，在700℃脫氨得到無水氯化鎂，反應的化學方程式：MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$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，電極反應為：Mg²⁺+2e^-=Mg；
故答案為：MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；Mg²⁺+2e^-=Mg；
（3）儲氫材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反應為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反應中生成2molAl轉移電子6mol，每生成27gAl轉移電子的物質的量為3mol，
故答案為：3mol；
（4）工業上用MgC₂O₄•2H₂O熱分解制超細MgO，當最后固體完全為MgO時，剩余固體質量占原先固體質量的百分比為：$\frac{40}{148}$×100%=27%，所以C點剩余的固體為MgO，MgC₂O₄•2H₂O加熱后先失去結晶水，完全失去結晶水后生成MgC₂O₄時剩余固體質量占原先固體質量的百分比：1-$\frac{36}{148}$×100%≈75.7%，說明A點恰好失去結晶水，則B點剩余固體為氧化鎂和草酸鎂的混合物，草酸鎂中C的化合價為+3價，根據氧化還原反應特點可知，草酸鎂分解生成一氧化碳和二氧化碳氣體，反應的化學方程式為：MgC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO↑+CO₂↑，
故答案為：MgC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO↑+CO₂↑；
（5）升高溫度，平衡正向移動，但是正逆反應速率是立即增大，離開原來的速率點，所以甲錯誤；
升高溫度，平衡正向移動，一氧化碳的轉化率減小，反應速率增大，溫度高的先拐，先達平衡，故乙正確；
溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，所以CO的體積分數減小，故丙錯誤．
故答案為：乙．

點評 本題綜合考查學生熱化學、電化學、化學反應速率和平衡移動的影響因素等知識，屬于綜合知識的考查，難度較大．