高中 | 化学反应热的计算 题目答案及解析

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选修四

第一章 化学反应与能量

第三节 化学反应热的计算

化学反应热的计算

镁基储氢材料$\rm MgH_{2}$具有储氢量高、成本低廉等优点,发展前景广阔。

$\rm .MgH_{2}$热分解放出$\rm H_{2}$

${\rm MgH_{2}(s)Mg(s)+H_{2}(g)}\quad\Delta H=+75\rm \ kJ/mol$

该反应的能量变化如图。

$E_{1}=$                

[["

$\\rm 160\\ kJ/mol$

"]]

焓变等于正反应的活化能减去逆反应的活化能,则$\Delta H=E_{1}-E_{2}=E_{1}-85\rm \ kJ/mol=+75\ kJ/mol$,解得$E_{1}=160\rm \ kJ/mol$

提高$\rm H_{2}$平衡产率的措施有                $\rm ($$\rm 2$$\rm )$

[["

高温、低压、及时移走$\\rm H_{2}$

"]]

该反应为体积增大的吸热反应,则提高$\rm H_{2}$平衡产率的措施有高温、低压、及时移走$\rm H_{2}$

$\rm .MgH_{2}$水解制备$\rm H_{2}$

$\rm MgH_{2}$$\rm H_{2}O$反应制备$\rm H_{2}$的化学方程式是                

[["

$\\rm MgH_{2}+2H_{2}O=Mg(OH)_{2}+2H_{2}↑$

"]]

$\rm MgH_{2}$$\rm H_{2}O$反应制备$\rm H_{2}$的化学方程式是$\rm MgH_{2}+2H_{2}O=Mg(OH)_{2}+2H_{2}↑$

$\rm MgH_{2}$$\rm H_{2}O$反应时,最初生成$\rm H_{2}$的速率很快,但随后变得很缓慢,原因是                

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产物$\\rm Mg(OH)_{2}$逐渐覆盖在$\\rm MgH_{2}$表面,减少了$\\rm MgH_{2}$$\\rm H_{2}O$的接触面积

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$\rm MgH_{2}$$\rm H_{2}O$反应时会生成氢氧化镁沉淀,附着在$\rm MgH_{2}$表面,故原因是产物$\rm Mg(OH)_{2}$逐渐覆盖在$\rm MgH_{2}$表面,减少了$\rm MgH_{2}$$\rm H_{2}O$的接触面积。

$\rm MgCl_{2}$$\rm NiCl_{2}$$\rm CuCl_{2}$等盐溶液能提升$\rm MgH_{2}$的水解性能。$\rm 1\ mol/L$的几种盐溶液对$\rm MgH_{2}$水解制备$\rm H_{2}$的性能曲线如图。

已知:ⅰ$\rm .$

物质$\rm Mg(OH)_{2}$$\rm Ni(OH)_{2}$$\rm Cu(OH)_{2}$
$K_{\rm sp}$$\rm 5.6\times 10^{-12}$$\rm 5.5\times 10^{-16}$$\rm 2.2\times 10^{-20}$

$\rm .MgH_{2}$$\rm MCl_{2}(M$代表$\rm Mg$$\rm Ni$$\rm Cu)$溶液中水解的示意图如图。

$\rm NiCl_{2}$溶液制备$\rm H_{2}$的性能优于$\rm MgCl_{2}$溶液,原因是                

$\rm MgH_{2}$$\rm MgCl_{2}$溶液中制备$\rm H_{2}$的性能不如在$\rm NiCl_{2}$溶液中优异,但使用$\rm MgCl_{2}$溶液利于发展“镁$\rm -$氢”循环经济,原因是                

$\rm CuCl_{2}$溶液制备$\rm H_{2}$的性能不如$\rm NiCl_{2}$溶液,可能的原因是                

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$K_{\\rm sp}{\\rm [Ni(OH)_{2}]}\\lt K_{\\rm sp}\\rm [Mg(OH)_{2})]$$\\rm Ni^{2+}$结合$\\rm H_{2}O$电离的$\\rm OH^{-}$的能力强于$\\rm Mg^{2+}$,更有利于$\\rm H_{2}$的产生;反应后固体生成物仅有$\\rm Mg(OH)_{2}$,便于回收利用;分离除去$\\rm Mg(OH)_{2}$,可以循环使用$\\rm MgCl_{2}$溶液;$\\rm MgH_{2}$$\\rm Cu^{2+}$还原为难溶固体覆盖在$\\rm MgH_{2}$表面,阻止反应持续发生

"]]

①根据$K_{\rm sp}{\rm [Ni(OH)_{2}]}\lt K_{\rm sp}\rm [Mg(OH)_{2})]$$\rm Ni^{2+}$更容易生成沉淀,故$\rm NiCl_{2}$溶液制备$\rm H_{2}$的性能优于$\rm MgCl_{2}$溶液,原因是$K_{\rm sp}{\rm [Ni(OH)_{2}]}\lt K_{\rm sp}\rm [Mg(OH)_{2})]$$\rm Ni^{2+}$结合$\rm H_{2}O$电离的$\rm OH^{-}$的能力强于$\rm Mg^{2+}$,更有利于$\rm H_{2}$的产生。

$\rm MgH_{2}$$\rm MgCl_{2}$溶液中制备$\rm H_{2}$的性能不如在$\rm NiCl_{2}$溶液中优异,但使用$\rm MgCl_{2}$溶液利于发展“镁$\rm -$氢”循环经济,原因是反应后固体生成物仅有$\rm Mg(OH)_{2}$,便于回收利用;分离除去$\rm Mg(OH)_{2}$,可以循环使用$\rm MgCl_{2}$溶液。

③铜离子具有较强的氧化性,而$\rm MgH_{2}$具有较强的还原性,故$\rm CuCl_{2}$溶液制备$\rm H_{2}$的性能不如$\rm NiCl_{2}$溶液,可能的原因是$\rm MgH_{2}$$\rm Cu^{2+}$还原为难溶固体覆盖在$\rm MgH_{2}$表面,阻止反应持续发生。

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