题目内容

14．除电解法，工业炼镁还可采用硅热法（Pidgeon法）．即以煅白（CaO•MgO）为原料与硅铁（含硅75%的硅铁合金）混合置于密闭还原炉，1200℃下发生反应：2（CaO•MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g）
（1）已知还原性：Mg＞Si，上述反应仍能发生的原因是1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，故能发生
删除．
（2）由图，推测上述反应正向为吸热（填“吸热”或“放热”） 反应；平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则达到新平衡时Mg（g）的浓度将不变（填“升高”、“降低”或“不变”）．
（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，下列说法正确的是bc（填序号）．
a．反应物不再转化为生成物       b．炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c．平衡常数到达最大值           d．单位时间内，n（CaO•MgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1
（4）若还原炉容积为400m3，原料中煅白质量为9.6t，5小时后，测得煅白的转化率为50%，计算这段时间内Mg的生成速率0.025 mol/（L•h）．

分析 （1）根据化学平衡移动原理来回答；
（2）根据图象中Mg的产率随温度的变化考虑，根据平衡常数来判断Mg（g）的浓度；
（3）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；一定条件下若反应达到最大限度，说明达到了平衡状态；
（4）根据v=$\frac{△c}{△t}$来计算化学反应速率．

解答 解：（1）1200℃时发生反应为2（CaO•MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g），此时镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，使得化学反应能发生，
故答案为：1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，故能发生；
（2）由图象可知，温度越高，Mg的产率增大，说明升高温度平衡正移，所以正方向为吸热方向；因为该反应的K=C2（Mg），平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则温度没变所以K不变，所以新平衡时Mg（g）的浓度不变；
故答案为：吸热；不变；
（3）a．化学平衡是动态平衡，反应物不再转化为生成物，则是证明反应结束的，故错误；
b．炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变，达到了平衡，故正确；
c．平衡常数到达最大值，说明各个组分的浓度不随时间的变化而改变，故正确；
d．单位时间内，n（CaO•MgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1，不能证明正逆反应速率相等，故错误；
故选bc；
（4）2（CaO•MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g）
        192                                                             48
        9.6t×50%                                                    m
m=1.2t，n=50000mol，这段时间Mg的生成速率v=50000mol÷（400×103）L÷5h=0.025 mol/（L•h）．
故答案：0.025 mol/（L•h）．

点评 本题目综合考查化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断，是一道知识的灵活应用题目，注意能力的培养是关键，难度大．

练习册系列答案
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4．硫酸亚铁是一种重要的化工产品，在工业上有重要的用途．学生探究烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备绿矾（FeSO4•7H2O式量为278），并进一步计算产品的纯度．工艺流程如下所示：

（1）烧渣在进行酸溶时用到的酸为硫酸．
（2）过程中灼烧时产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是B
A．品红溶液    B．紫色石蕊溶液   C．酸性KMnO4溶液  D．红色的酚酞试液
（3）X是铁粉，检验溶液Q中含有的金属阳离子的实验方法是取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明溶液中含有亚铁离子．
（4）操作III的操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．（填操作名称）
（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的实验步骤：
a．称取6.0g产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol•L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为40.00mL．（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O）．
①标准液装在酸式滴定管中（填“酸式”或“碱式”），计算上述产品中FeSO4•7H2O的质量分数为92.7%；
②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，则会使测得的产品中FeSO4•7H2O的质量分数偏小．（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
5．下列叙述正确的是（　　）
A．1 mol H2O的质量为18g/molB．3.01×1023个SO2分子的质量为32g
C．CH4的摩尔质量为16gD．44g CO2含有的O原子数为NA
2．下列事实与元素周期律相关知识无关的是（　　）
A．向淀粉KI 溶液中滴入溴水，溶液变蓝
B．NaOH、Mg（OH）2、Al（OH） 3的碱性依次减弱
C．金属钠燃烧呈现黄色火焰，金属钾燃烧呈现紫色火焰
D．F2和H2 暗处化合爆炸，而Cl2 和H2 化合需光照或点燃
9．如图表示某高分子化合物的结构片断．关于该高分子化合物的推断正确的是（　　）
A．3种单体通过加聚反应聚合B．形成该化合物的单体只有2种
C．其中一种单体为D．其中一种单体为1，5-二甲基苯酚
19．利用乙醇的燃烧反应以氢氧化钠作电解质溶液设计一个燃料电池，则通入氧气的一极为正极（填“正极”“负极”），负极的电极反应式为C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O．
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为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t1℃下，在一等容的密闭容器中，用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如表（CO2和N2的起始浓度为0）．
时间 （s）012345
c（NO）  （×10-4，mol/L）10.04.502.501.501.001.00
c（CO）  （×10-3，mol/L）3.603.052.852.752.702.70
回答下列问题：
（1）已知在上述反应中，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应是放热反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）前3s内的平均反应速率：υ（N2）=1.42×10-4mol/（L•s）．
（3）t1℃时该反应的平衡常数表达式：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$．
（4）假设在密闭容器中该反应达到平衡后，改变下列条件，能提高NO转化率的是cd（选填答案编号）．
a．选用更有效的催化剂             b．升高反应体系的温度
c．降低反应体系的温度          d．缩小容器的体积．
3．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是（　　）
族周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA
2aceg
3bdfh
A．a单质的熔点、沸点比b单质高
B．八种元素中，b元素单质的化学性质最活泼
C．八种元素的单质中，常温下有五种固体
D．c、d、f、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
4．如图所示，室温下，A、B两个容积相等的烧瓶中分别集满了两种气体（同温、同压），当取下K夹，使两烧瓶内气体充分接触后，容器内压强由小到大的顺序正确的是（　　）
编  号①②③④
A中气体H2SH2NH3NO
B中气体SO2Cl2HClO2
A．②③④①B．③①④②C．③②①④D．④③②①

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