Question

【題目】I.合成氨的原料氣H2可通過反應CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）獲取。

（1）T ℃時，向容積固定為5 L的容器中充入1 mol水蒸氣和1 mol CO，反應達平衡后，測得CO的濃度為0.08 mol·L－1，則平衡時CO的轉化率為 。

（2）保持溫度仍為T ℃，改變水蒸氣和CO的初始物質的量之比，充入固定容器中進行反應，下列描述

能夠說明體系處于平衡狀態的是 （填序號）。

a．容器內壓強不隨時間改變

b．混合氣體的密度不隨時間改變

c．單位時間內生成amolCO2的同時消耗amolH2

d．混合氣中n（CO）:n（H2O）:n（CO2）:n（H2）＝1:16:6:6

II.液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視。它在安全性、價格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優勢。氨在燃燒實驗中相關的反應有：

① 4NH3（g）＋3O2（g）＝2N2（g）＋6H2O（l） △H1

② 4NH3（g）＋5O2（g）＝4NO（g）＋6H2O（l） △H2

③ 4NH3（g）＋6NO（g）＝5N2（g）＋6H2O（l） △H3

請寫出上述三個反應中△H1、△H2、△H3三者之間關系的表達式，△H1＝ 。

III.（1）右圖是金屬鎂和鹵素反應的能量變化圖（反應物和產物均為298K時的穩定狀態）。由圖可知Mg與鹵素單質的反應均為 （填“放熱”或“吸熱”）反應。

（2）金屬Mg與CH3Cl在一定條件下反應可生成CH3MgCl，CH3MgCl是一種重要的有機合成試劑，易與水發生水解反應并有無色無味氣體（CH4）和沉淀生成。寫出CH3MgCl水解的化學方程式 。

Answer 1

【答案】I.（1）60%（2）cdII.

III.（1）放熱（2）CH3MgCl+H2O═CH4↑+Mg（OH）Cl

【解析】

試題分析：I.（1）依據化學平衡三段式列式計算平衡濃度，℃時，向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1mol CO，反應達平衡后，測得CO的濃度為0.08molL-1，

CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g）

起始量（mol/L） 0.2 0.2 0 0

變化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12

平衡量（mol/L） 0.08 0.08 0.12 0.12

平衡時CO的轉化率=0.12mol/L÷0.2mol/L×100%=60%；

（2）化學平衡狀態，反應的正逆反應速率相同，各成分含量保持不變分析選項，CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g），反應是氣體體積不變反應；a．反應過程中和平衡狀態下壓強相同，容器內壓強不隨時間改變，不能說明反應達到平衡狀態，故a不符合；b．混合氣體質量守恒，反應前后氣體體積不變，反應過程中和平衡狀態下，混合氣體的密度不隨時間改變，不能說明反應達到平衡狀態，故b不符合；c．單位時間內生成amolCO2的同時消耗amolH2，說明二氧化碳或氫氣的正逆反應速率相同，說明反應達到平衡狀態，故c符合；d．混合氣中n（CO）：n（H2O）：n（CO2）：n（H2）=1：16：6：6，依據反應前后氣體物質的量相同，可以利用物質的量代替濃度計算濃度商和平衡常數比較，Q=（6×6）/（1×16）=2.25=K，說明反應達到平衡狀態，故d符合；故答案為cd；

II.：（1）由反應4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H1 ①

4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（l）△H2 ②

4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（l）△H3③

則反應可得到反應①，則△H1=；

III.（1）由圖象可知，Mg與鹵素單質的能量高于鹵化物，依據能量守恒判斷，反應是放熱反應；

（2）CH3MgCl水解化合價不變，CH3MgCl中，Cl元素的化合價是-1價，H元素的化合價是+1價，C元素的化合價是-4價，鎂元素的化合價是+2價，所以CH3MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化氫和甲烷或Mg（OH）Cl，水解方程式為：CH3MgCl+H2O═CH4↑+Mg（OH）Cl↓。