Question

6．Ⅰ．肼是一种高能燃料．已经各共价键键能（断裂或形成1mol共价键时吸收或释放的能量）如下：

	N≡N	O=O	N-N	N-H	O-H
键能（KJ•mol-1）	946	497	154	391	463

则N₂H₄（g）+O₂（g）?N₂（g）+2H₂O（l）△H=-583 KJ•mol^-1
Ⅱ．密闭容器中进行反应：3Fe（s）+4H₂O（g）?Fe₃O₄（s）+4H₂（g）△H＜02反应的化学平衡表达式为K=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$．
（2）已知：600℃时，上述反应的平衡常数K=16．现有如图1甲（恒温恒压）和如图1乙（恒温恒容）两容器，起始时按下表所示分别加入各物质，体积为2L，在600℃时反应经过一段时间后均达平衡．

	Fe	H2O（g）	Fe3O4	H2
甲/mol	2.0	1.0	2.0	0.5
乙/mol	2.0	2.0	2.0	1.0

①关于甲、乙容器，下列说法正确的是AB
A．反应开始时两容器内的逆反应速率：甲＜乙
B．若甲容器内气体的密度不再变化，则说明反应已达到平衡状态
C．若乙容器内气体的压强不再变化，则说明反应已达到平衡状态
D．平衡后添加Fe₃O₄，两容器内的平衡均逆向移动
②投料后甲5min达平衡，则此段时间内的平均反应速率v（H₂）=0.05mol/（L•min^-1）
③平衡后若将乙容器体系温度突然降低100℃，如图2下述图象中能正确反映平衡移动过程中容器内变化情况的是B．
3为恒容绝热容器，进行上述反应，起始与平衡时的各物质的量见下表：

	Fe	H2O（g）	Fe3O4	H2
起始/mol	3.0	3.0	0	0
平衡/mol	m	n	p	q

若在达到平衡后的容器丙中，分别按照下列A、B、C三种情况继续添加各物质，则再次达平衡时，容器丙中H₂的百分含量按由大到小的顺序B＞C＞A（用A、B、C表示）．

	Fe	H2O（g）	Fe3O4	H2
A/mol	3.0	3.0	0	0
B/mol	0	0	3.0	3.0
C/mol	m	n	p	q

Ⅲ.25℃时，Fe（OH）₃的ksp=4ⅹ10^-38，现有盐酸酸化的0.08mol/L的FeCl₃溶液，其PH=1，向其中加入等体积的0.05mol/L的NaOH溶液，可恰好开始析出沉淀（混合时溶液体积可直接加和）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）据热化学方程式的含义可知：旧键断裂所吸收的能量和新键生成所释放的能量之差即为化学反应焓变的数值，结合图示内容来回答即可；
Ⅱ．化学平衡表达式为K=$\frac{各个生成物平衡浓度系数次幂之积}{各个反应物平衡浓度系数次幂之积}$；
（2）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$进行计算；
③反应是放热反应，若将平衡体系温度降低100℃，平衡正向进行；容绝热根据反应时温度变化，判断平衡移动，分析氢气的百分含量，C条件下平衡不移动，A状况下，反应正向进行生成氢气，B状况下反应逆向进行生成Fe和水；
Ⅲ．根据氢氧化铁的Ksp=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）进行计算即可．

解答 解：Ⅰ．（1）根据图中内容，可以看出N₂H₄（g）+O₂（g）?N₂（g）+2H₂O（l）反应的焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放的能量之差，即△H=（154+391×4+497-946-463×4）kJ/mol=-583kJ/mol，故答案为：-583；
Ⅱ．化学平衡表达式为K=$\frac{各个生成物平衡浓度系数次幂之积}{各个反应物平衡浓度系数次幂之积}$=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$；故答案为：$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$；
（2）①．A反应开始时两容器乙内的浓度较大，所以逆反应速率：甲＜乙，故正确；
B．、水蒸气的密度与氢气的密度不同，所以当容器内的密度不变时，即是平衡状态，故正确；
C．该反应为气体体积不变的反应，所以容器内压强始终不变，不能用压强判断平衡状态，故错误；
D．平衡后添加Fe₃O₄，增加固体的量平衡不移动，故错误；
故选AB；
②投料后甲5min达平衡，则此段时间内的平均反应速率v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min^-1），故答案为：0.05mol/（L•min^-1）；
③反应是放热反应，若将平衡体系温度降低100℃，平衡正向进行；
A、逆向进行气体质量减小，故A不符合；
B、平衡正向进行，氢气物质的量增大，故B符合；
C、反应前后气体质量发生变化，密度随反应进行发生变化，故C不符合；
由于反应前后气体体积相等，所以C条件下，平衡不移动，氢气的体积分数与平衡是相同；A状况下，反应正向进行生成氢气，反应放出热量使容器温度升高，抑制反应继续生成氢气，故氢气体积分数较低，B状况下反应逆向进行生成Fe和水，是吸热过程，使容器温度降低，抑制反应继续消耗氢气，所以氢气的体积分数较高，故H₂的百分含量按由大到小的顺序排列：B＞C＞A；
故答案为：B；B＞C＞A；
Ⅲ．根据氢氧化铁的Ksp=c（Fe³⁺）•c³（OH^-），所以开始沉淀时，c（（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp}{c（F{e}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{4×1{0}^{-38}}{0.04}}$=10^-12mol/L，中和pH=1的盐酸，也会消耗氢氧化钠，所以消耗氢氧化钠的浓度是$\frac{0.1mol/L+1{0}^{-12}mol/L}{2}$≈0.05mol/L，故答案为：0.05．

点评 本题考查了化学平衡常数、盖斯定律、平衡状态的判断、Ksp的计算等，题目综合性较强，难度较大，侧重于对有关原理应用的考查．