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．
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．
═
+2H+
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）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 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
| 体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
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-．
| 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 |
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- |
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 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 温度/℃ | 35 | 50 | 70 | 95 |
| 样品颜色 | 深蓝色 | 深蓝色 | 浅绿色 | 暗蓝色 |
（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%．