Question

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用

（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。

C(s)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO(g)ΔH＝＋131.3 kJ·mol^－1，ΔS＝＋133.7 J·mol^－1·K^－1，

该反应在低温下________(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)利用“化学蒸气转移法”制备TaS₂晶体，发生如下反应

TaS₂（s）+2I₂（g） TaI₄（g）+S₂（g）△H﹥0    （I）

反应（I）的平衡常数表达式K=             ，若K=1，向某恒容密闭容器中加入1mol I₂（g）和足量TaS₂（s），I₂（g）的平衡转化率为          

(3)已知在400 ℃时，N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)的K＝0.5。

①在400 ℃时，2NH₃(g)N₂(g)＋3H₂(g)的K′＝___________(填数值)。

②400 ℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v(N₂)_正___________(填“>”“<”“＝”或“不确定”)v(N₂)_逆。

(4) 离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al₂Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品接电源的___________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为________________。为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为________mol。

Answer

(1)不能；（2）或，66.7%；

（3）①2；②＝；（4）负，4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl，3。

【解析】

试题分析：（1）根据△G=△H－T△S，自发进行△G<0，根据反应方程式，△H>0，△S>0，因此低温下，不能自发进行；(2)根据平衡常数的定义，K=c(S2)×c(TaCl4)/c2(I2)，

TaS2（s）+2I2（g） TaI4（g）+S2（g）

起始： 1 0 0

变化： 2x x x

平衡： 1－2x x x

因为恒容状态，设容积的体积为1L，x2/(1－2x)2=1，解得x=1/3，则I2的转化率为2×1/(3×1)×100%=66.7%；(3)①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝c2(NH3)/[c(N2)×c3(H2)]，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，K′=[c(N2)×c3(H2)]/ c2(NH3)=1/K=2；②此时的浓度商为：(2/0.5)2/[(2/0.5)×(1/0.5)3]=0.5=K，说明此反应达到平衡，即v(N2)正=v(N2)逆；(4)电镀原理，钢制品不参与反应，作阴极，与电源的负极相连，阴极反应得到电子，因为是钢制品镀铝单质，因此是4Al2Cl7－＋3e－=Al＋7AlCl4－，2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑，氢气是还原产物，此反应中转移6mole－，得到3molH2。

考点：考查化学反应进行的方向、化学平衡计算、化学常数、电镀的原理等知识。