Question

【題目】鎂、硫、氮的化合物在工業(yè)上用途非常廣泛。

(1)一種鎂—鋰雙離子二次電池的裝置如圖1所示。

①放電時，Mg電極為_____(填“正極”或“負(fù)極”)。

②充電時，Li+遷移至_____________(填“陽極區(qū)”或“陰極區(qū)”)。

(2)納米MgH2和LiBH4組成的體系如圖2所示，400℃以上受熱放氫時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。

(3)硝酸廠尾氣中含有大量的NO，可用氫氣催化還原法除去NO，發(fā)生的主要反應(yīng)如下:

2NO(g)+4H2(g)+O2(g)==N2(g)+4H2O(g) △H =-1143kJ·mol-1

2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H =-484kJ·mol-1

則2NO(g)+2H2(g)==N2(g)+2H2O(g) △H =____kJ·mol-1

(4)在一定條件下，反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖3所示。

①圖中p1、p2、p3、p4代表不同壓強，壓強最大的是_______。該反應(yīng)的△H___(填“>”“<”“=”下同)0。

②壓強為p4時，在Y點:v(正)__________v(逆)。

③圖中W、X、Y、Z四點對應(yīng)的反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3、K4由大到小的順序為______。

Answer 1

【答案】 負(fù)極 陰極區(qū) MgH2+2LiBH42LiH+MgB2+4H2↑ -659 p4 > < K4>K3>K2>K1

【解析】（1）由鎂—鋰雙離子二次電池的裝置圖中的信息可知，Mg是負(fù)極，Li1-xFePO4是正極。①放電時，Mg電極為負(fù)極。②充電時，陽離子向陰極定向移動，所以 Li+遷移至陰極區(qū)。

（2）納米MgH2和LiBH4組成的體系在400℃以上受熱放氫時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgH2+2LiBH42LiH+MgB2+4H2↑ 。

（3）硝酸廠尾氣中含有大量的NO，可用氫氣催化還原法除去NO，發(fā)生的主要反應(yīng)如下:①2NO(g)+4H2(g)+O2(g)==N2(g)+4H2O(g) △H =-1143kJ·mol-1；②2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H =-484kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律，由①-②得，2NO(g)+2H2(g)==N2(g)+2H2O(g) △H =-659kJ·mol-1。

（4）在一定條件下，反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖3所示。

①該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，在相同溫度下， CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強的增大而減小，所以壓強最大的是p4。由圖可知，在相同壓強下，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的△H >0。

②由圖可知，壓強為p4時，在Y點的轉(zhuǎn)化率高于其平衡轉(zhuǎn)化率，所以該反應(yīng)正在向逆反應(yīng)方向進行，v(正) <v(逆)。

③由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而增大 ，因此，圖中W、X、Y、Z四點對應(yīng)的反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3、K4由大到小的順序為K4>K3>K2>K1。