Question

（1）已知4g甲烷气体充分燃烧生成CO₂（g）和H₂O（l）时，放出Q kJ的热量．甲烷燃烧的热化学方程式为

 

．
（2）我国自行研制的优质磷酸二氢钾（KDP）晶体被应用于大功率固体激光器中．反应方程式为H₃PO₄（aq）+KCl（aq）?KH₂PO₄（aq）+HCl（aq），当反应时间不同时，产品产率和产品中Cl^-含量变化情况如图1所示．KDP晶体的一级品标准：Cl^-质量分数低于0.2%．
由图中可知，当反应进行到约

 

min时，KDP晶体达到一级品标准，此时的产品产率约为

 

．
（3）如图2在一定条件下，将1mol N₂与3mol H₂混合于一个10L密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨体积分数为25%，试回答：
①N₂的转化率α_A为

 

．
②在状态A时，平衡常数K_A=

 

（代入数值即可）当温度由T₁变到T₂时，K_A

 

K_B（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）25℃时，Ksp[Mg（OH）₂]=5.61×10^-12，Ksp[MgF₂]=7.42×10^-11．下列说法正确的是

 

A．25℃时，饱和Mg（OH）₂溶液与饱和MgF₂溶液相比，c（Mg²⁺）一样大
B．25℃时，在Mg（OH）₂的悬浊液中加入少量的NH₄Cl固体，c（Mg²⁺）减小
C．25℃时，Mg（OH）₂固体在20mL0.01mol?L^-1氨水中的Ksp和在20mL0.01mol?L^-1NH₄Cl溶液中的Ksp相等
D．25℃时，在Mg（OH）₂悬浊液中加入NaF溶液后，Mg（OH）₂可能转化为MgF₂
E．25℃时，某饱和Mg（OH）₂溶液中c（Mg²⁺）=0.0561mol?L^-1，则溶液的pH=9．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答；
（2）根据表中所示的数据，结合产品中Cl^-质量分数和产品产率之间的关系来回答；
（3）①根据化学反应方程式结合三行式进行计算即可；
（4）根据氢氧化镁与氟化镁的化学式相似，由题中数据可知氢氧化镁的溶度积小，其饱和溶液中Mg²⁺浓度较小；氢氧化镁存在着微弱的电离，产生的氢氧根和氯化铵电离出来的铵根结合，产生一水合氨，使平衡正向移动，所以镁离子的浓度增加；Ksp只与温度有关；不管氢氧化镁的ksp有多小，只要加入的氟化钠溶液的浓度适合的话，使c（Mg²⁺）×c（F^-）²＞7.42×10^-11，可以使氢氧化镁转化为氟化镁沉淀．

解答： 解：（1）4gCH₄在氧气中燃烧生成CO₂和液态水，放出QkJ热量，16g即1molCH₄在氧气中燃烧生成CO₂和液态水，放出4QkJ热量，
则热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-4QKJ/mol，故答案为：CH₄ （g）+2O₂ （g）=2H₂O （l）+CO₂（g）△H=-4Q kJ?mol^-1；
（2）当KDP晶体的一级品标准：Cl?质量分数低于0.2%时，反应进行到约 50-60分钟，产品产率约为95%，故答案为：50-60均可；95%（填近似值即可；
（3）①设氮气的变化量是x，则
          N₂ +3H₂ ?2NHx=
初始浓度：0.1    0.3     0   
变化浓度：x      3x      2x
平衡浓度：0.1-x  0.3-3x   2x
则

2x

0.1-x+0.3-3x+2x

×100%=25%，解得x=0.04，所以

0.04

0.1

×100%=40%，故答案为：40%；
②根据①的计算结果，所以氮气、氢气和氨气的平衡浓度分别是0.06、0.18、0.08，此温度下的平衡常数K=

0.082

0.06×0.183

mol-2?L2，当温度由T₁变到T₂时，温度升高，氮气的转化率减小，所以化学平衡逆向移动，所以反应是放热的，温度越高，K越小，故K_A＞K_B，故答案为：

0.082

0.06×0.183

mol-2?L2；＞；
（4）A、因氢氧化镁溶度积小，由K_sp计算则其Mg²⁺浓度小，故A错误；
B、NH₄⁺结合OH^-使氢氧化镁溶解平衡正向移动，Mg²⁺增大，故B错误；
C、Ksp不随浓度变化，只与温度有关，故C正确；
D、二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使氢氧化镁转化为氟化镁，故D正确；
E、25℃时，某饱和Mg（OH）₂溶液中c（Mg²⁺）=0.0561mol?L^-1，根据Ksp[Mg（OH）₂]=5.61×10^-12，所以c（OH^-）=

Ksp c(Mg2+)

=10^-5mol/L，即c（H⁺）=10^-9mol/L，即pH=9，故E正确．
故选CDE．

点评：本题考查学生热化学方程式的含义和书写、化学反应平衡的计算、沉淀溶解平衡的计算等知识，综合性强，难度大．