Question

13．MgH₂和Mg₂Cu可用作贮氢材料，MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂．
（1）MgH₂是一种离子化合物，其电子式为[H：]^-Mg²⁺[H：]^-．
（2）Mg₂Cu在加压条件下储氢时生成MgH₂和MgCu₂，该反应的化学方程式为2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂．
（3）已知MgH₂的有关热化学方程式如下：
MgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1；
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8 KJ•mol^-1；
Mg（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═MgO（s）△H₃=-141.6 KJ•mol^-1．
①氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）△H=-309kJ•mol^-1．
②MgH₂作贮氢材料时，单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示，其中温度T₁、T₂、T₃由小到大的顺序为T₃＜T₂＜T₁．

（4）炉膛内脱除SO₂与NO的反应为2MgO（s）+2SO₂ （g）+2NO（g）?2MgSO₄（s）+N₂（g）△H=a KJ•mol^-1，其平衡常数与温度的关系如图乙所示．
①上述反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•{c}^{2}（NO）}$．
②a＜（填“＞”或“＜”）0．
（5）全固态锂离子电池的结构如图丙所示，放电时电池反应为2Li+MgH₂═Mg+2LiH．放电时，X极的电极反应式为MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH．充电时，Y极的电极反应式为Li⁺+e^-=Li．

Answer 1

分析 （1）MgH₂是一种离子化合物，镁失去最外层电子给氢原子；
（2）Mg₂Cu在加压条件下与氢气生成MgH₂和MgCu₂，根据质量守恒可得；
（3）①已知：ⅠMgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1；
ⅡH₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8 KJ•mol^-1；
ⅢMg（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═MgO（s）△H₃=-141.6 KJ•mol^-1
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）；
②MgH₂作贮氢材料时，单位贮氢材料释放出氢气，反应为MgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1，温度升高有利于氢气的释放；
（4）①根据平衡常数为生成物浓度幂之积与与反应物浓度幂之积之比可写，注意固体不写入；
②根据温度升高化学平衡向着吸热方向移动分析；
（5）全固态锂离子电池放电时电池反应为2Li+MgH₂═Mg+2LiH，X极电极材料为MgH₂，该极为正极，得电子，电极反应式为：MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH，则Y极为Li，作负极，电极反应式为：Li-e^-=Li⁺，；充电时：Y极为阴极：反应式为：Li⁺+e^-=Li．

解答 解：（1）MgH₂是一种离子化合物，镁失去最外层电子给氢原子，电子式为：[H：]^-Mg²⁺[H：]^-；
故答案为：[H：]^-Mg²⁺[H：]^-；
（2）Mg₂Cu在加压条件下储氢时生成MgH₂和MgCu₂，化学方程式为：2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂；
故答案为：2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂；
（3）①已知：ⅠMgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1；
ⅡH₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8 KJ•mol^-1；
ⅢMg（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═MgO（s）△H₃=-141.6 KJ•mol^-1
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）△H=-309 kJ•mol^-1；
故答案为：MgH₂（s）+O₂（g）=MgO（s）+H₂O（g）△H=-309 kJ•mol^-1；
②MgH₂作贮氢材料时，单位贮氢材料释放出氢气，反应为MgH₂（s）?Mg（s）+H₂（g）△H₁=+74.4 KJ•mol^-1，温度升高有利于氢气的释放，由图可知，T₁、T₂、T₃氢气的释放速率减慢，则T₃＜T₂＜T₁；
故答案为：T₃＜T₂＜T₁；
（4）①反应2MgO（s）+2SO₂ （g）+2NO（g）?2MgSO₄（s）+N₂（g），化学平衡常数K=$\frac{c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•{c}^{2}（NO）}$；
故答案为：$\frac{c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）•{c}^{2}（NO）}$；
②温度升高化学平衡向着吸热方向移动，由图可知温度升高，K减小，说明该反应为放热反应，则△H=a KJ•mol^-1＜0；
故答案为：＜；
（5）全固态锂离子电池放电时电池反应为2Li+MgH₂═Mg+2LiH，X极电极材料为MgH₂，该极为正极，得电子，电极反应式为：MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH，则Y极为Li，作负极，电极反应式为：Li-e^-=Li⁺，；充电时：Y极为阴极：反应式为：Li⁺+e^-=Li；
故答案为：MgH₂+2Li⁺+2e^-=Mg+2LiH；Li⁺+e^-=Li．

点评 本题考查了物质的制备、盖斯定律、原电池的工作原理、温度对化学平衡、化学平衡常数的影响以及平衡的判断，难度中等，考查学生分析和解决问题的能力．