题目内容
（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（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
②由图，推测上述反应正向为
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
考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素
专题：化学平衡专题
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=
来计算化学反应速率．
（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=
| △c |
| △t |
解答：
解：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=
QkJ=（1-x）QkJ，所以（1-x）Q=4xQ，解得x=0.2，所以H2的转化率为
=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）．
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=
| 2-2x |
| 2 |
| 0.2mol×3 |
| 3mol |
（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
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