题目内容

11．（1）可逆反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）是一个放热反应，有甲乙两个完全相同的容器，向甲容器中加入1molN2和3molH2在一定条件下，达到平衡时放出的热量为Q1，相同条件下，向乙容器中加入2molNH3，达到平衡时，吸收的热量为Q2，已知Q2=4Q1，则甲容器中H2的转化率为20%．
（2）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
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）由于1molN2和3molH2完全反应可以生成2molNH3，所以甲乙两个体系的平衡状态是一样的，即对应气体的浓度完全相同． 对于同一可逆反应，相同条件下，正反应的反应热与逆反应的反应热，数值相等，符号相反，N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q，根据三段式利用x表示出平衡时甲容器内反应混合物各组分的物质的量为 N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，放出热量Q1=xQkJ；则乙容器反应混合物各组分的物质的量也是为 N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物质的量为（2-2x）mol，吸收热量（1-x）QkJ，利用Q2=4Q1，列放出求出x的值，转化的H2为3x，利用转化率定义计算；
（2）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v=$\frac{△c}{△t}$来计算化学反应速率．

解答 解：（1）由于1molN2和3molH2完全反应可以生成2molNH3，所以甲乙两个体系的平衡状态是一样的，即三种气体的浓度完全相同，对于同一可逆反应，相同条件下，正反应的反应热与逆反应的反应热，数值相等，符号相反．N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q，
假设甲容器中的参加反应的氮气的物质的量为xmol，所以：
对于甲容器：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-QkJ/mol
起始（mol）：1      3        0
变化（mol）：x      3x       2x
平衡（mol）：1-x    3-3x     2x
所以Q1=xQkJ，
乙容器反应混合物各组分的物质的量也是为N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物质的量为（2-2x）mol，
对于乙容器：2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）△H=+QkJ/mol，故吸收的热量Q2=$\frac{2-2x}{2}$QkJ=（1-x）QkJ，所以（1-x）Q=4xQ，解得x=0.2，所以H2的转化率为$\frac{0.2mol×3}{3mol}$=20%，
故答案为：20%；
（2）①1200℃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；
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；
③2（CaO•MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g）
192                                    48
9.6t×50%                               m
m=1.2t，n=（1.2×106g）/24g/mol=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 本题综合考查学生对可逆反应的化学平衡的掌握，涉及化学方程式的计算，计算较为简单，总体难度不大，做题时注意等效平衡的理解和运用．

练习册系列答案
相关题目
3．镍（28Ni）在金属羰基化合物[金属元素和一氧化碳（CO）中性分子形成的一类配合物]、金属储氢材料[能可逆的多次吸收、储存和释放氢气（H2）的合金]等领域用途广泛．
（1）镍原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2．
（2）Ni（CO）4中镍的化合价为0，写出与CO互为等电子体的中性分子、带一个单位正电荷阳离子、带一个单位负电荷阴离子各一个：N2、NO+、CN-．
（3）一种储氢合金由镍和镧（La）组成，其晶体结构如图：则该晶体的化学式为LaNi5（或Ni5La）．
（4）下列反应常用来检验Ni2+，请写出另一产物的化学式．
Ni2+═+2H+
与Ni2+配位的N原子有4个，该配合物中存在的化学键有AC（填序号）．
A．共价键    B．离子键    C．配位键    D．金属键    E．氢键．
2．用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术．反应①为主反应，反应②和③为副反应．
①$\frac{1}{4}$CaSO4（s）+CO（g）?$\frac{1}{4}$CaS（s）+CO2（g）△H1=-47.3 kJ•mol-1
②CaSO4（s）+CO（g）?CaO（s）+CO2（g）+SO2（g）△H2=+210.5kJ•mol-1
③CO（g）?$\frac{1}{2}$C（s）+$\frac{1}{2}$CO2（g）△H3=-86.2kJ•mol-1
（1）反应2CaSO4（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO2（g）+C（s）+SO2（g）的△H=4△H1+△H2+2△H3（用△H1、△H2和△H3表示）．
（2）反应①～③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线如图所示，结合各反应的△H，归纳lgK-T曲线变化规律：（a）当△H＞0时，lgK随温度升高而增大，当△H＜0时，lgK随温度升高而减小；（b）当温度同等变化时，△H的数值越大lgK的变化越大；（或△H的数值越大，lgK随温度的变化程度越大）．
（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900℃达到平衡，c平衡（CO）=8.0×10-5 mol•L-1，计算CO的转化率99%（忽略副反应，结果保留两位有效数字）．
19．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标．

（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4，发生如下反应：CO2 （g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：
物质CH4CO2COH2
体积分数0.10.10.40.4
①此温度下该反应的平衡常数K=64
②已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ•mol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=+2.8kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g） 的△H=+247.3kJ•mol-1
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图1所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是增大反应压强、增大CO2的浓度
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2．①如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是ab
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2．原理是：在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是CO2+Li4SiO4?Li2CO3+Li2SiO3
（4）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品．反应A：CO2+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{高温}$CO+H2+O2
高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如图2：CO2在电极a放电的反应式是CO2+2e-═CO+O2-．
6．（1）家用液化气的主要成分之一是丁烷（C4H10），当1kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×104kJ，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：C4H10（g）+×$\frac{13}{2}$O2（g）═4CO2（g）+5H2O△H=-2900kJ/mol．
16．下列关于AgCl沉淀溶解平衡的说法正确的是（　　）
A．升高温度，AgCl沉淀的溶解度减小
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-
C．Ag+与Cl-结合成AgCl的速率与AgCl溶解的速率相等
D．向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变
3．向HC1、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的量随NaOH溶液加入量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．M点对应的溶液中：K+、Fe2+、NO${\;}_{3}^{-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$
B．N点对应的溶液中：K+、NH${\;}_{3}^{+}$、HCO${\;}_{3}^{-}$、Cl-
C．S点对应的溶液中：Na+、Ag+、SO${\;}_{4}^{2-}$、NO${\;}_{3}^{-}$
D．R点对应的溶液中：Na+、SO${\;}_{4}^{2-}$、NO${\;}_{3}^{-}$、Cl-
20．某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu（NO3）2并探究其化学性质．
I、如图所示，用浓HNO3和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液．
（1）写出铜与浓硝酸反应的离子方程式Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O．
（2）①装置中NaOH溶液的作用是吸收氮氧化物，防止污染空气．
②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤依次是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干．
③你认为此装置是否合理，并说明原因不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患；或者合理，慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2．
Ⅱ、为了探究Cu（NO3）2热稳定性，探究小组按下图装置进行实验．（图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去）

（3）往试管中放入研细的无水Cu（NO3）2晶体并加热，观察到试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；在集气瓶中收集到无色气体．由此判断Cu（NO3）2受热分解的化学方程式为2Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑．
Ⅲ、利用Cu（NO3）2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3•Cu（OH）2]．
向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、洗涤、干燥，得到样品．下表是化学探究小组的实验记录，据此回答相关问题：
实验序号1234
温度/℃35507095
样品颜色深蓝色深蓝色浅绿色暗蓝色
（4）95℃时，制得的样品颜色发暗的可能原因是：含有黑色的氧化铜．
（5）70℃时，实验得到3.82g样品，取此样品加热至分解完全（杂质不反应），得到3.20g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是58.1%．
1．17克NH3共有4mol原子，0.1molH2S共有0.2NA个氢原子；同质量的NH3和H2S中分子个数比为2：1．在标准状况下，35.5g氯气的体积是11.2L．将其与氢气化合，需氢气的物质的量是0.5mol，将化合生成的气体溶于水，配成500mL溶液，则该溶液中溶质的物质的量是1mol．将此溶液取出20mL加水配制成200mL溶液，则其物质的量浓度是0.2mol/L．写出向该溶液中滴加AgNO3溶液时的反应AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网