Question

目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等．
（1）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，则△H₃=

 

kJ?mol^-1．
（2）工业上用电解熔融的无水氯化镁获得镁．其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一，
一种氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl₂?6H₂O转化为MgCl₂?NH₄C1?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

 

．
（3）储氢材料Mg（AlH₄）₂在110～200℃的反应为：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑．生成2.7gAl时，产生的H₂在标准状况下的体积为

 

L．
（4）采用球磨法制备Al与LiBH₄的复合材料，并对Al-LiBH₄体系与水反应产氢的特性进行下列研究：
①如图1为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH₄复合材料与水反应产生H₂体积随时间变化关系图．由图可知，下列说法正确的是

 

（填字母）．

a．25℃时，纯铝与水不反应
b．25℃时，纯LiBH₄与水反应产生氢气
c．25℃时，Al-LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越大
②如2图为25℃和75℃时，Al-LiBH₄复合材料[w （LiBH₄）=25%]与水反应一定时间后产物的X-射线衍射图谱（X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）．

从图中可知，25℃时Al-LiBH₄复合材料中与水完全反应的物质是

 

（填化学式）．
（5）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：
（g）

FeSO4/Al2O3

高温

（g）+）+3H₂（g）
①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为a mol?L^-1，平衡时苯的浓度为b mol?L^-1，该反应的平衡常数K=

 

．
②一定条件下，如图3装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）．生成目标产物的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：用化学平衡常数进行计算,化学方程式的有关计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,电解原理

专题：

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需让化学方程式；
（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；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；
（3）根据化学方程式计算；
（4）①a．因为由图LiBH₄含量为0时，氢气的体积为0，故25℃时，纯铝与水不反应，；
b．负一价的氢与正一价的氢发生归中反应生成氢气，LiBH₄+4H₂O=LiB（OH）₄+4H₂↑；
c．由图可知25℃时，Al-LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越小；
②如图3中无LiBH₄，说明与水完全反应；
（5）①化学平衡常数K=

c(C 6H6)．c3(H2)

c(C 6H12)

；
②该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷．

解答： 解：（1）①Mg（s）+H₂（g）═MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ?mol^-1
②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）═Mg₂NiH₄（s）△H₂=64.4kJ?mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
由盖斯定律②-2×①得到Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃ =64.4KJ/mol-2×（-74.5KJ/mol）=213.4KJ/mol，则△H₃=213.4KJ/mol，
故答案为：213.4；
（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

700℃  .

MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；
故答案为：MgCl₂?NH₄Cl?nNH₃

700  .

△

MgCl₂+（n+1）NH₃↑+HCl↑；
（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生成3mol氢气，所以每生成2.7gAl时，生成氢气3.36L；
故答案为：3.36；
（4）①a．25℃时，纯铝与水不反应，因为由图LiBH₄含量为0时，氢气的体积为0，故选；
b．25℃时，纯LiBH₄与水反应产生氢气，负一价的氢与正一价的氢发生归中反应生成氢气，故选；
c．由图可知25℃时，Al-LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越小，故不选；
故答案为：ab；
②如图2中无LiBH₄，说明与水完全反应，故答案为：LiBH₄；
（5）①环己烷的起始浓度为amol?L^-1，平衡时苯的浓度为bmol?L^-1，同一容器中各物质反应的物质的量浓度之比等于其计量数之比，所以根据方程式知，环己烷的平衡浓度为（a-b）mol/L，氢气的浓度为3bmol/L，则平衡常数K=

c(C 6H6)．c3(H2)

c(C 6H12)

mol³?L^-3=

b×(3b)3

(a-b)

=

27b4

a-b

mol³?L^-3，
故答案为：

27b4

a-b

mol³?L^-3；
②该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，
故答案为：C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．

点评：本题考查了化学平衡、电解池原理等知识点，根据化学平衡常数表达式、电解原理等知识点来分析解答，中等难度，答题时注意化学原理的基础知识的灵活运用．