Question

（14分）目前正在研究和已經(jīng)使用的儲(chǔ)氫合金有鎂系合金、稀土系合金等。

（1）已知：Mg(s)+H2(g)＝MgH2(s) △H1＝－74.5 kJ·mol－1

Mg2Ni(s)+2H­2(g)＝Mg2NiH4(s) △H2 ＝－64.4 kJ·mol－1

Mg2Ni(s)+2MgH2(s)＝2Mg(s)+ Mg2NiH4(s) △H3，則△H3 = kJ·mol－1。

（2）工業(yè)上用電解熔融的無(wú)水氯化鎂獲得鎂。其中氯化鎂晶體脫水是關(guān)鍵工藝之一，一種氯化鎂晶體脫水的方法是：先將MgCl2·6H2O轉(zhuǎn)化為MgCl2·NH4C1·nNH3（銨鎂復(fù)鹽），然后在700℃脫氨得到無(wú)水氯化鎂，脫氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）儲(chǔ)氫材料Mg(AlH4)2在110～200℃的反應(yīng)為：Mg(AlH4)2＝MgH2+2Al+3H2↑。生成2.7gAl時(shí)，產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 L。

（4）采用球磨法制備Al與LiBH4的復(fù)合材料，并對(duì)Al－LiBH4體系與水反應(yīng)產(chǎn)氫的特性進(jìn)行下列研究：

①下圖為25℃水浴時(shí)每克不同配比的Al－LiBH4復(fù)合材料與水反應(yīng)產(chǎn)生H2體積隨時(shí)間變化關(guān)系圖。由下圖可知，下列說(shuō)法正確的是 （填字母）。

a．25℃時(shí)，純鋁與水不反應(yīng)

b．25℃時(shí)，純LiBH4與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

c．25℃時(shí)，Al－LiBH4復(fù)合材料中LiBH4含量越高，1000s內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積越大

②下圖為25℃和75℃時(shí)，Al－LiBH4復(fù)合材料[w (LiBH4)=25%]與水反應(yīng)一定時(shí)間后產(chǎn)物的X－射線衍射圖譜（X－射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同）。

從圖中可知，25℃時(shí)Al－LiBH4復(fù)合材料中與水完全反應(yīng)的物質(zhì)是 （填化學(xué)式）。

（5）儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：

①某溫度下，向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷，起始濃度為a mol·L－1，平衡時(shí)苯的濃度為b mol·L－1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ 。

②一定條件下，下圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其它有機(jī)物）。生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

（1）84.6 （2分）（2）MgCl2·NH4C1·nNH3 700℃ MgCl2+HC1↑+（n +1）NH3↑（2分）

（3）3.36 （2分） （4）①a b （2分） ②LiBH4 （2分）

（5）①（2分，單位不寫(xiě)不扣分） ②C6H6+6H++6e—＝C6H12（2分）

【解析】

試題分析：（1）已知：①M(fèi)g(s)+H2(g)＝MgH2(s) △H1＝－74.5 kJ·mol－1，②Mg2Ni(s)+2H­2(g)＝Mg2NiH4(s) △H2 ＝－64.4 kJ·mol－1，則根據(jù)蓋斯定律可知②—①×2即得到熱化學(xué)方程式Mg2Ni(s)+2MgH2(s)＝2Mg(s)+ Mg2NiH4(s) △H3＝+84.6kJ·mol－1。

（2）氯化銨受熱易分解，則脫氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2·NH4C1·nNH3 700℃ MgCl2+HC1↑+（n +1）NH3↑。

（3）2.7g鋁的物質(zhì)的量是2.7g÷27g/mol＝0.1mol，則根據(jù)方程式Mg(AlH4)2＝MgH2+2Al+3H2↑可知生成0.15mol氫氣，所以產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.15mol×22.4L/mol＝3.36L。

（4）①a．根據(jù)圖像可知當(dāng)LiBH4含量為0時(shí)，產(chǎn)生的氫氣體積為0，這說(shuō)明25℃時(shí)，純鋁與水不反應(yīng)，a正確；b．隨著LiBH4含量的增加，產(chǎn)生的氫氣開(kāi)始增加，這說(shuō)明25℃時(shí)，純LiBH4與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，b正確；c．根據(jù)圖像可知當(dāng)LiBH4含量是25%時(shí)，產(chǎn)生的氫氣最多，這說(shuō)明25℃時(shí)，Al－LiBH4復(fù)合材料中LiBH4含量越高，1000s內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積不一定越大，c錯(cuò)誤，答案選ab。

②從圖中可知，25℃時(shí)已經(jīng)沒(méi)有LiBH4，這說(shuō)明Al－LiBH4復(fù)合材料中與水完全反應(yīng)的物質(zhì)是LiBH4。

（5）儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：

①某溫度下，向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷，起始濃度為a mol·L－1，平衡時(shí)苯的濃度為b mol·L－1，則根據(jù)方程式可知產(chǎn)生氫氣的濃度是3b mol·L－1，消耗環(huán)己烷的濃度是b mol·L－1，，剩余環(huán)己烷的濃度是（a—b）mol·L－1。又因?yàn)榛瘜W(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，因此該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。

②一定條件下，下圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其它有機(jī)物），這說(shuō)明應(yīng)該是苯吸收氫氣轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷，則生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e—＝C6H12。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律應(yīng)用、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算、物質(zhì)制備分析與應(yīng)用、平衡常數(shù)計(jì)算以及電化學(xué)應(yīng)用等