Question

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）Mg₂Ni是一种储氢合金，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°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

 

．
（4）工业上用MgC₂O₄?2H₂O热分解制超细MgO，其热分解曲线如图．图中隔绝空气条件下B→C发生反应的化学方程式为

 

．
（5）以CO₂为原料还可以合成多种物质．
①工业上尿素[CO（NH₂）₂]由CO₂和NH₃在一定条件下合成，其反应方程式为

 

．当氨碳比

n(NH3)

n(CO2)

=3，达平衡时CO₂的转化率为60%，则NH₃的平衡转化率为：

 

．
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO₂在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学方程式的书写,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；
（3）氧化还原反应电子转移守恒计算；
（4）判断A、B、C各点组成，然后写出反应的化学方程式；
（5）①根据反应物、反应条件、生成物写出化学反应式；利用三段式法计算；
②根据原电池原理，CO₂在正极发生还原反应转化为甲烷，注意电解质溶液为酸性．

解答： 解：（1）Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ?mol^-1 ①
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ?mol^-1 ②
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）=+84.6kJ/mol，则△H₃=+84.6kJ/mol，
故答案为：+84.6；
（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↑↑；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

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：

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-

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

△   .

MgO+CO↑+CO₂↑，
故答案为：MgC₂O₄

△   .

MgO+CO↑+CO₂↑；
（5）①根据反应物是二氧化碳和氨气（NH₃），反应条件是高温、高压，生成物是尿素[CO（NH₂）₂]和水，化学反应式为2NH₃+CO₂=CO（NH₂）₂+H₂O，
设CO₂的初始物质的量为a，则NH₃的初始物质的量为3a，
         2NH₃+CO₂=CO（NH₂）₂+H₂O；
起始/mol 3a   a
转化/mol 1.2a 0.6a
平衡/mol 1.8a 0.4a
平衡时NH₃转化率为：

1.2a

3a

×100%=40%，
故答案为：2NH₃+CO₂=CO（NH₂）₂+H₂O；40%；
②CO₂在正极发生还原反应转化为甲烷，考虑电解质为硫酸，所以甲烷中氢来源为硫酸电离的氢离子，根据化合价变化可知1mol二氧化碳变成甲烷得到8mol电子，故电极反应为：CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O，
故答案为：CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O．

点评：本题考查了金属单质及其化合物的综合应用、热化学方程式的书写等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力，注意掌握盖斯定律的概念及应用方法．