Question

5．镁是海水中含量较多的金属，镁、镁合金及其镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛．
（1）图1是2LiBH₄/MgH₂体系放氢焓变示意图，则：

Mg（s）+2B（s）═MgB₂（s）△H=-93 kJ•mol^-1．
（2）工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁．其中氯化镁脱水是关键工艺之一，一种正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl₂•6H₂O转化为MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃（铵镁复盐），然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，脱氨反应的化学方程式为：MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；
电解熔融氯化镁，阴极的电极反应式为：Mg²⁺+2e^-=Mg．
（3）储氢材料Mg（AlH₄）₂在110-200°C的反应为：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2A1+3H₂↑每生成27gAl转移电子的物质的量为3mol．
（4）工业上用MgC₂O₄•2H₂O热分解制超细MgO，其热分解曲线如图2．图中隔绝空气条件下B→C发生反应的化学方程式为MgC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO↑+CO₂↑．
（5）CO与NO反应生成可参与大气循环的无毒气体，其热化学方程式为：2NO（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+N₂（g）；
△H=-746kJ•mol^-1．对于该反应，温度不同（T₂＞T₁）、其他条件相同时，图3中图象正确的是乙．

Answer 1

分析 （1）根据反应热的意义，由图可知：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，
应用盖斯定律计算化学反应的焓变；
（2）先将MgCl₂•6H₂0转化为MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃，然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，依据原子守恒书写化学方程式；
（3）根据方程式的意义：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反应中生成2molAl转移电子6mol，据此计算即可；
（4）用MgC₂O₄•2H₂O热分解制超细MgO，当最后固体完全为MgO时，可以计算剩余固体质量占原先固体质量的百分比，得到C点剩余的固体，MgC₂O₄•2H₂O加热后先失去结晶水，完全失去结晶水后生成MgC₂O₄时，可以计算剩余固体质量占原先固体质量的百分比，最后根据氧化还原反应特点，写出反应的化学方程式；
（5）甲、升高温度，平衡正向移动，正逆反应速率都增大；
乙、升高温度，平衡正向移动；温度高的先拐，先达平衡；
丙、增大压强，平衡正向移动，据此判断CO的体积分数变化的情况．

解答 解：（1）由图可知：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
故答案为：-93 kJ•mol^-1；
（2）MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃，在700℃脱氨得到无水氯化镁，反应的化学方程式：MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑↑；用惰性电极电解熔融氯化镁，阴极上是镁离子得到电子生成镁，电极反应为：Mg²⁺+2e^-=Mg；
故答案为：MgCl₂•NH₄Cl•nNH₃$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；Mg²⁺+2e^-=Mg；
（3）储氢材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反应为：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反应中生成2molAl转移电子6mol，每生成27gAl转移电子的物质的量为3mol，
故答案为：3mol；
（4）工业上用MgC₂O₄•2H₂O热分解制超细MgO，当最后固体完全为MgO时，剩余固体质量占原先固体质量的百分比为：$\frac{40}{148}$×100%=27%，所以C点剩余的固体为MgO，MgC₂O₄•2H₂O加热后先失去结晶水，完全失去结晶水后生成MgC₂O₄时剩余固体质量占原先固体质量的百分比：1-$\frac{36}{148}$×100%≈75.7%，说明A点恰好失去结晶水，则B点剩余固体为氧化镁和草酸镁的混合物，草酸镁中C的化合价为+3价，根据氧化还原反应特点可知，草酸镁分解生成一氧化碳和二氧化碳气体，反应的化学方程式为：MgC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO↑+CO₂↑，
故答案为：MgC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO↑+CO₂↑；
（5）升高温度，平衡正向移动，但是正逆反应速率是立即增大，离开原来的速率点，所以甲错误；
升高温度，平衡正向移动，一氧化碳的转化率减小，反应速率增大，温度高的先拐，先达平衡，故乙正确；
温度不变，增大压强，平衡正向移动，所以CO的体积分数减小，故丙错误．
故答案为：乙．

点评 本题综合考查学生热化学、电化学、化学反应速率和平衡移动的影响因素等知识，属于综合知识的考查，难度较大．