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，推測上述反應(yīng)正向?yàn)開_____（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

（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，單位不寫扣1分]

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�；K= [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)
點(diǎn)評：本題綜合考查學(xué)生對可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡的掌握，涉及化學(xué)方程式的計(jì)算，計(jì)算較為簡單，總體難度不大。