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鎂基儲(chǔ)氫材料MgH2具有儲(chǔ)氫量高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),發(fā)展前景廣闊。
Ⅰ.MgH2熱分解放出H2
MgH2(s)?Mg(s)+H2(g)ΔH=+75kJ/mol。該反應(yīng)的能量變化如圖1。

(1)E1=
160kJ/mol
160kJ/mol
。
(2)提高H2平衡產(chǎn)率的措施有
升高溫度或減小壓強(qiáng)
升高溫度或減小壓強(qiáng)
(答2條)。
Ⅱ.MgH2水解制備H2
(3)MgH2與H2O反應(yīng)制備H2的化學(xué)方程式是
MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2
MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2

(4)MgH2與H2O反應(yīng)時(shí),最初生成H2的速率很快,但隨后變得很緩慢,原因是
產(chǎn)生的Mg(OH)2覆蓋在MgH2的表面,減小了MgH2與水的接觸面積
產(chǎn)生的Mg(OH)2覆蓋在MgH2的表面,減小了MgH2與水的接觸面積
。
(5)MgCl2、NiCl2、CuCl2等鹽溶液能提升MgH2的水解性能。1mol/L的幾種鹽溶液對(duì)MgH2水解制備H2的性能曲線如圖2。

已知:i.
物質(zhì) Mg(OH)2 Ni(OH)2 Cu(OH)2
Ksp 5.6×10-12 5.5×10-16 2.2×10-20
ii.MgH2在MCl2(M代表Mg、Ni、Cu)溶液中水解的示意圖如圖3。

①NiCl2溶液制備H2的性能優(yōu)于MgCl2溶液,原因是
Ksp[Ni(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],Ni2+結(jié)合水電離的OH-的能力強(qiáng)于Mg2+,更有利于H2的生成
Ksp[Ni(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],Ni2+結(jié)合水電離的OH-的能力強(qiáng)于Mg2+,更有利于H2的生成
。
②MgH2在MgCl2溶液中制備H2的性能不如在NiCl2溶液中優(yōu)異,但使用MgCl2溶液利于發(fā)展“鎂-氫”循環(huán)經(jīng)濟(jì),原因是
反應(yīng)后固體生成物有Mg(OH)2,便于回收利用,分離除去Mg(OH)2,可以循環(huán)使用MgCl2溶液
反應(yīng)后固體生成物有Mg(OH)2,便于回收利用,分離除去Mg(OH)2,可以循環(huán)使用MgCl2溶液

③CuCl2溶液制備H2的性能不如NiCl2溶液,可能的原因是
MgH2將Cu2+還原為難溶物質(zhì)覆蓋在MgH2表面,阻止反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行
MgH2將Cu2+還原為難溶物質(zhì)覆蓋在MgH2表面,阻止反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行

【答案】160kJ/mol;升高溫度或減小壓強(qiáng);MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑;產(chǎn)生的Mg(OH)2覆蓋在MgH2的表面,減小了MgH2與水的接觸面積;Ksp[Ni(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],Ni2+結(jié)合水電離的OH-的能力強(qiáng)于Mg2+,更有利于H2的生成;反應(yīng)后固體生成物有Mg(OH)2,便于回收利用,分離除去Mg(OH)2,可以循環(huán)使用MgCl2溶液;MgH2將Cu2+還原為難溶物質(zhì)覆蓋在MgH2表面,阻止反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:80引用:3難度:0.7
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