Question

【題目】鎂、硫、氮的化合物在工業上用途非常廣泛。

(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“負極”)。

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

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

(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，發生的主要反應如下:

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:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)平衡時CH4的轉化率與溫度和壓強的關系如圖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四點對應的反應的平衡常數K1、K2、K3、K4由大到小的順序為______。

Answer 1

【答案】 負極 陰極區 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是負極，Li1-xFePO4是正極。①放電時，Mg電極為負極。②充電時，陽離子向陰極定向移動，所以 Li+遷移至陰極區。

（2）納米MgH2和LiBH4組成的體系在400℃以上受熱放氫時發生反應的化學方程式為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，發生的主要反應如下: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CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，平衡時CH4的轉化率與溫度和壓強的關系如圖3所示。

①該反應是一個氣體分子數增多的反應，在相同溫度下， CH4的平衡轉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的平衡轉化率隨溫度的升高而增大，所以該反應為吸熱反應，該反應的△H >0。

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

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