Question

(10分)（1）可逆反應N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)是一個放熱反應，有甲乙兩個完全相同的容器，向甲容器中加入1molN₂和3molH₂在一定條件下，達到平衡時放出的熱量為Q₁,相同條件下，向乙容器中加入2molNH₃，達到平衡時，吸收的熱量為Q₂，已知Q₂=4Q₁，則甲容器中H₂的轉化率為           。
（2）除電解法，工業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℃下發生反應：
(CaO·MgO)(s) + Si(s)  Ca₂SiO₄ (l) + 2Mg(g)
①已知還原性：Mg ＞ Si，上述反應仍能發生的原因是______________________________
②由右圖，推測上述反應正向為______（填“吸熱”或“放熱”）反應；平衡后若其他條件不變，將還原爐體積縮小一半，則達到新平衡時Mg(g)的濃度將______（填“升高” 、“降低”或“不變”）。

③若還原爐容積為400m³，原料中煅白質量為9.6 t，5小時后，測得煅白的轉化率為50%，
計算這段時間Mg的生成速率 ___________         。

Answer 1

（1）20℅（2分）
（2）①1200℃時反應生成的鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應方向移動，故能發生（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]

解析試題分析：（1）已知Q₂=4Q₁，容器甲乙中發生的反應是等效的，故Q₂+Q₁=Q，即5Q₁=Q，因此甲容器中H₂的轉化率為w = Q₁/Q=20℅；
（2）①1200℃時反應生成的鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應方向移動，故能發生；②隨著溫度的升高，產率逐漸增大，故反應正向為吸熱；K= [Mg]²，溫度不變，K值不變，故達到新平衡時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
這段時間Mg的生成速率v = 50000mol÷（400×10³）L ÷ 5h =" 0.025" mol/(L·h)
考點：可逆反應的等效平衡，反應影響因素，反應速率的計算
點評：本題綜合考查學生對可逆反應的化學平衡的掌握，涉及化學方程式的計算，計算較為簡單，總體難度不大。