Question

(10分)（1）可逆反應(yīng)N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)是一個(gè)放熱反應(yīng)，有甲乙兩個(gè)完全相同的容器，向甲容器中加入1molN₂和3molH₂在一定條件下，達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量為Q₁,相同條件下，向乙容器中加入2molNH₃，達(dá)到平衡時(shí)，吸收的熱量為Q₂，已知Q₂=4Q₁，則甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為           。

（2）除電解法，工業(yè)煉鎂還可采用硅熱法（Pidgeon法）。即以煅白（CaO·MgO）為原料與硅鐵（含硅75%的硅鐵合金）混合置于密閉還原爐，1200℃下發(fā)生反應(yīng)：

(CaO·MgO)(s) + Si(s)  Ca₂SiO₄ (l) + 2Mg(g)

①已知還原性：Mg ＞ Si，上述反應(yīng)仍能發(fā)生的原因是______________________________

②由右圖，推測(cè)上述反應(yīng)正向?yàn)開(kāi)_____（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；平衡后若其他條件不變，將還原爐體積縮小一半，則達(dá)到新平衡時(shí)Mg(g)的濃度將______（填“升高” 、“降低”或“不變”）。

③若還原爐容積為400m³，原料中煅白質(zhì)量為9.6 t，5小時(shí)后，測(cè)得煅白的轉(zhuǎn)化率為50%，

計(jì)算這段時(shí)間Mg的生成速率 ___________         。

 

Answer 1

【答案】

（1）20℅（2分）

（2）①1200℃時(shí)反應(yīng)生成的鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故能發(fā)生（2分）；

② 吸熱（2分）；不變（∵K= [Mg]²，∴溫度不變，K值不變）；（2分）

④0.025 mol/(L·h)  [或25 mol/(m³·h)，2分，單位不寫(xiě)扣1分]

【解析】

試題分析：（1）已知Q₂=4Q₁，容器甲乙中發(fā)生的反應(yīng)是等效的，故Q₂+Q₁=Q，即5Q₁=Q，因此甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為w = Q₁/Q=20℅；

（2）①1200℃時(shí)反應(yīng)生成的鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故能發(fā)生；②隨著溫度的升高，產(chǎn)率逐漸增大，故反應(yīng)正向?yàn)槲鼰幔籏= [Mg]²，溫度不變，K值不變，故達(dá)到新平衡時(shí)Mg(g)的濃度不變；

④2(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

這段時(shí)間Mg的生成速率v = 50000mol÷（400×10³）L ÷ 5h =" 0.025" mol/(L·h)

考點(diǎn)：可逆反應(yīng)的等效平衡，反應(yīng)影響因素，反應(yīng)速率的計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查學(xué)生對(duì)可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡的掌握，涉及化學(xué)方程式的計(jì)算，計(jì)算較為簡(jiǎn)單，總體難度不大。