题目内容
【题目】利用真空碳热还原冶炼镁、铝及锰的单质或合金是治金工业的热点之一。回答下列问题：
(1)已知体系自由能变化
时反应能自发进行。
真空碳热还原冶炼镁的主要反应为
，其自由能变化与温度、压强的关系如图所示：
温度由低到高的顺序是_______________，
时该反应不能自发进行的温度是_________(填“
”“
”或“
”)。
(2)
提出的碳热还原
冶炼
的机理如下：
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
则反应
的
______________
(用含a、b、c的代数式表示)；中间体之一
与
反应可用于实验室制备甲烷，写出与反应的化学方程式：_________________________________________________________。
(3)制备锰合金的相关反应及平衡时
与温度的关系如图所示(
为用分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数)：
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
①
的反应是___________(填标号)。
②
____________[用
、
表示]；A点
___________用[
表示]。
③向某恒容密闭容器中充入
并加入足量
，若只发生反应：
，达到B点的平衡状态。达到平衡前，v(正)__________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)，达到平衡时，
_______________(保留小数点后两位)。
【答案】
Ⅰ、Ⅱ 
小于 0.13mol
【解析】
(1).要使反应能自发进行，则
，对于反应
来说，反应为吸热反应、熵增的反应，则反应在较高温度才能自发进行；
(2).利用盖斯定律解答；
(3).由图可知：升高温度Ⅰ、Ⅱ的
减小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应；由盖斯定律可知反应Ⅲ是由反应Ⅰ减3×Ⅱ得到；B点时=0，说明p(CO)=p(CO2)，据此解答。
(1).由分析可知：反应在较高温度才能自发进行，G越小，自发程度越高，所以，在
只有T1温度下的G大于0，故答案为：；T1；
(2).由盖斯定律可得：反应
=
，故H=
=
；
与
反应可用于实验室制备甲烷，则反应为：，故答案为：；；
(3)①由分析可知:升高温度Ⅰ、Ⅱ的减小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应；
②.由盖斯定律可知反应Ⅲ是由反应Ⅰ减span>3×Ⅱ得到，故
=；由方程式可知：
=
，=
=×p(CO)， 则p(CO)= ，故答案为：；；
③. p(CO)= 2p(CO2)，在B点时=0，即p(CO)= p(CO2)，起始时，要使p(CO)= p(CO2)，平衡逆向移动，即v(正)＜ v(逆)，设CO2转化x，因为反应逆向进行，则由三段式有：
，因为B点时p(CO)= p(CO2)，有阿伏伽德罗推论有压强之比等于物质的量之比，即0.1+x=0.2-2x，x=
，所以平衡时，一氧化碳的的剩余量为0.13mol，故答案为：＜；0.13mol。
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