Question

15．鎂化合物具有廣泛用途，請回答有關鎂的下列問題：
（1）鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是MgO（填化學式，下同），還有少量Mg₃N₂，該產(chǎn)物與鹽酸反應能夠生成兩種鹽，其中之一是下圖中的c，寫出該反應的化學方程式Mg₃N₂+8HCl=3MgCl₂+2NH₄Cl．
（2）如圖是金屬鎂和鹵族元素（X分別是F、Cl、Br、I）反應的能量變化圖（反應物和產(chǎn)物均為298K時的穩(wěn)定狀態(tài)），a、b、c、d分別表示生成的MgX₂
①圖中d表示的化學式HF．
②下列選項正確的是
A．MgI₂中Mg²⁺與I^-間的作用力小于MgF₂中Mg²⁺與F^-間的作用力；
B．Mg與F₂的反應是放熱反應；
C．MgBr₂與Cl₂反應的△H＜0；
D．化合物的熱穩(wěn)定性順序為MgI₂＞MgBr₂＞MgCl₂＞MgF₂；
③寫出F₂與MgBr₂反應的熱化學方程式MgBr₂（s）+F₂（g）=MgF₂（s）+Br₂（l）△H=-600kJ•mol^-1
（3）CH₃MgCl是一種重要的有機合成劑，其中鎂的化合價為+2價，該化合物在水能夠水解，寫出其水解的化學方程式為2CH₃MgCl+2H₂O=2CH₄↑+MgCl₂+Mg（OH）₂↓．

Answer 1

分析 （1）鎂在空氣中燃燒，不僅和氧氣反應還和氮氣反應，氮化鎂與鹽酸反應能夠生成兩種鹽即氯化鎂和氯化銨；
（2）①相同物質(zhì)的量的F₂、C1₂、Br₂、I₂所含能量依次降低，據(jù)此分析放熱多少；
②A、離子晶體中離子鍵越大，離子晶體越穩(wěn)定；
B、如果反應物能量之和大于生成物能量之和，則是放熱反應；
C、根據(jù)反應物和生成物之間的能量相對大小確定焓變；
D、化合物的熱穩(wěn)定性與物質(zhì)的能量大小有關，能量越小越穩(wěn)定；
③Mg（s）+F₂（l）=MgF₂（s）△H=-1124kJ/mol，
Mg（s）+Br₂（l）=MgBr₂（s）△H=-524kJ/mol，
將第二個方程式與第一個方程式相減得；
（3）根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0確定鎂元素化合價，CH₃MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化氫和甲烷．

解答 解：（1）鎂在空氣中燃燒，鎂和氧氣反應生成氧化鎂，和氮氣反應生成氮化鎂，所以單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的氧化鎂，還生成少量的氮化鎂，氮化鎂與鹽酸反應能夠生成兩種鹽即氯化鎂和氯化銨，方程式為：Mg₃N₂+8HCl=3MgCl₂+2NH₄Cl，故答案為：MgO；Mg₃N₂；Mg₃N₂+8HCl=3MgCl₂+2NH₄Cl；
（2）①相同物質(zhì)的量的F₂、C1₂、Br₂、I₂所含能量依次降低，所以abcd分別表示生成HI、HBr、HCl、HF的能量變化，故答案為：HF；
②A、相同類型的離子晶體中，離子鍵越大，則離子間作用力越強，物質(zhì)含有的能量越低，所以MgI₂中Mg²⁺與I^-間的作用力小于MgF₂中Mg²⁺與F^-間的作用力，故正確；
B、根據(jù)圖象知，反應物的能量大于生成物能量，所以Mg與F₂的反應是放熱反應，故正確；
C、氯化鎂的能量小于溴化鎂的能量，氯氣的能量大于溴的能量，所以MgBr₂與Cl₂反應是放熱反應，即△H＜0，故正確；
D、能量越小的物質(zhì)越穩(wěn)定，所以化合物的熱穩(wěn)定性順序為MgI₂＜MgBr₂＜MgCl₂＜MgF₂，故錯誤；
故選：ABC；
③由圖象得Mg（s）+F₂（l）=MgF₂（s）△H=-1124kJ/mol，
Mg（s）+Br₂（l）=MgBr₂（s）△H=-524kJ/mol，
將第一個方程式與第二方程式相減得MgBr₂（s）+F₂（g）=MgF₂（s）+Br₂（l）△H=-600kJ•mol^-1，
故答案為：MgBr₂（s）+F₂（g）=MgF₂（s）+Br₂（l）△H=-600kJ•mol^-1；
（3）CH₃MgCl中，Cl元素的化合價是-1價，H元素的化合價是+1價，C元素的化合價是-4價，所以鎂元素的化合價是+2價，CH₃MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化氫和甲烷，氫氧化鎂與氯化氫會繼續(xù)反應生成氯化鎂和水，所以水解方程式為：2CH₃MgCl+2H₂O=2CH₄↑+MgCl₂+Mg（OH）₂↓，
故答案為：+2；2CH₃MgCl+2H₂O=2CH₄↑+MgCl₂+Mg（OH）₂↓．

點評 本題考查了鎂的性質(zhì)、反應熱的有關計算等知識點，明確鎂在空氣中燃燒不僅生成氧化鎂還生成氮化鎂，鎂還能在二氧化碳中燃燒．