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______ .
(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______ .
(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)+ O2(g)═H2O(g)△H2=﹣241.8 KJ•mol﹣1;
Mg(s)+ 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______ .
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______ .
(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=______ .
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______ . 充电时,Y极的电极反应式为______ .
【答案】(1)[H:]﹣Mg2+[H:]﹣
(2)2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2
(3)MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g)△H=﹣309kJ?mol﹣1;T3<T2<T1
(4) ?;<
(5)MgH2+2Li++2e﹣=Mg+2LiH;Li++e﹣=Li
【解析】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:]﹣; 所以答案是:[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;
所以答案是:2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2;(3)①已知:ⅠMgH2(s)⇌Mg(s)+H2(g)△H1=+74.4 KJ•mol﹣1;
ⅡH2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H2=﹣241.8 KJ•mol﹣1;
ⅢMg(s)+ 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;
所以答案是: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;
所以答案是:T3<T2<T1;(4)①反应2MgO(s)+2SO2 (g)+2NO(g)⇌2MgSO4(s)+N2(g),化学平衡常数K= ;
所以答案是: ;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;
所以答案是:<;(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;
所以答案是:MgH2+2Li++2e﹣=Mg+2LiH;Li++e﹣=Li.
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