Question

(10分)（1）可逆反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)是一个放热反应，有甲乙两个完全相同的容器，向甲容器中加入1molN₂和3molH₂在一定条件下，达到平衡时放出的热量为Q₁,相同条件下，向乙容器中加入2molNH₃，达到平衡时，吸收的热量为Q₂，已知Q₂=4Q₁，则甲容器中H₂的转化率为           。
（2）除电解法，工业炼镁还可采用硅热法（Pidgeon法）。即以煅白（CaO·MgO）为原料与硅铁（含硅75%的硅铁合金）混合置于密闭还原炉，1200℃下发生反应：
(CaO·MgO)(s) + Si(s)  Ca₂SiO₄ (l) + 2Mg(g)
①已知还原性：Mg ＞ Si，上述反应仍能发生的原因是______________________________
②由右图，推测上述反应正向为______（填“吸热”或“放热”）反应；平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则达到新平衡时Mg(g)的浓度将______（填“升高” 、“降低”或“不变”）。

③若还原炉容积为400m³，原料中煅白质量为9.6 t，5小时后，测得煅白的转化率为50%，
计算这段时间Mg的生成速率 ___________         。

Answer 1

（1）20℅（2分）
（2）①1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，故能发生（2分）；
② 吸热（2分）；不变（∵K= [Mg]²，∴温度不变，K值不变）；（2分）
④0.025 mol/(L·h)  [或25 mol/(m³·h)，2分，单位不写扣1分]

试题分析：（1）已知Q₂=4Q₁，容器甲乙中发生的反应是等效的，故Q₂+Q₁=Q，即5Q₁=Q，因此甲容器中H₂的转化率为w = Q₁/Q=20℅；
（2）①1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，故能发生；②随着温度的升高，产率逐渐增大，故反应正向为吸热；K= [Mg]²，温度不变，K值不变，故达到新平衡时Mg(g)的浓度不变；
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
这段时间Mg的生成速率v = 50000mol÷（400×10³）L ÷ 5h =" 0.025" mol/(L·h)
点评：本题综合考查学生对可逆反应的化学平衡的掌握，涉及化学方程式的计算，计算较为简单，总体难度不大。