Question

【題目】在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，不同溫度下達到平衡時，反應體系中各物質的濃度如下表：

溫度	CH4(g)	H2O(g)	CO(g)	H2(g)
500K	0.8mol/L	0.8mol/L	0.2mol/L	0.6mol/L
800K	0.6mol/L	0.6mol/L	0.4mol/L	1.2mol/L
1000K	0.4mol/L	0.4mol/L	0.6mol/L	1.8mol/L

(1)該反應的平衡常數表達式為K=______________，正反應為_________反應（填放熱、吸熱）。

(2)能判斷該反應是否已達到化學平衡狀態的依據是_________

a．容器壓強不變 b．c(CH4)=c(H2O)

c．v正(CH4)=v逆(H2) d ．混合氣體中c(CO)不變

氮化鋁是共價鍵化合物，高碳熱還原制備氮化鋁的總反應化學方程式為（未配平）：

Al2O3(s)+C(s)+N2(g)→AlN(s)+CO(g) ……①

某氮化鋁樣品中含有氧化鋁雜質．已知氮化鋁和NaOH溶液能反應，并產生氨氣，其反應方程式為：AlN+NaOH+H2O→NaAlO2+NH3↑……②，

氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應而全部溶解……③

(3)配平化學化學方程式①：___Al2O3(s)+ C(s)+ N2(g)→ AlN(s)+ CO(g)

(4)反應②中產生氣體的檢驗方法為____________________________________________；

反應③的離子方程式___________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 c(CO)c(H2)3/c(CH4)c(H2O) 吸熱 ad 1Al2O3(s)+3C(s)+1N2(g)→2AlN(s)+3CO(g) 濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍證明有氨氣(或用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近，產生白煙，證明有氨氣） Al2O3 + 2OH–=2AlO2– +H2O

【解析】（1）本題考查化學平衡常數的計算以及影響化學平衡常數的因素，根據化學平衡常數的定義，K=c3(H2)×c(CO)/[c(CH4)×c(H2O)]，當溫度等于500K時，K=0.63×0.2/0.82=0.0675，800K時，K=1.23×0.4/0.62=1.92，溫度升高，化學平衡常數增大，說明溫度升高，平衡向正反應方向移動，即正反應方向是吸熱反應；（2）a、反應前后氣體系數之和不相等，因此當壓強不變時，說明反應達到平衡，故a正確；b、CH4和H2O的系數相等，開始時如果充入的CO2和H2O的量相同，則反應任何時刻兩者濃度都相等，因此c(CH4)=c(H2O)時不能說明反應達到平衡，故b錯誤；c、用不同物質的反應速率判斷達到平衡，要求反應方向一正一逆，且反應速率之比等于化學計量數之比，即3v正(CH4)=v逆(H2) ，故c錯誤；d、根據化學平衡狀態的定義，當組分的濃度不再改變，說明反應達到平衡，故d正確；（3）根據反應方程式，C的化合價由0價→＋2價，化合價升高2價，N的化合價降低，由0價→－3價，N2整體化合價降低6價，最小公倍數為6，然后根據原子守恒配平其他，即反應方程式為Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)=2AlN(s)＋3CO(g)；（4）②中的氣體為NH3，檢驗氨氣常利用其水溶液顯堿性，即濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍證明有氨氣，或者NH3和揮發性酸反應生成白煙，即用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近，產生白煙，證明有氨氣；反應③中氧化鋁表現兩性，即離子反應方程式為Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O。