Question

I.合成氨的原料气H₂可通过反应CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）获取。

（1）T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L^－1，则平衡时CO的转化率为                。

（2）保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入固定容器中进行反应，下列描述

能够说明体系处于平衡状态的是              （填序号）。

a．容器内压强不随时间改变

b．混合气体的密度不随时间改变

c．单位时间内生成amolCO₂的同时消耗amolH₂

d．混合气中n（CO）:n（H₂O）:n（CO₂）:n（H₂）＝1:16:6:6

II.液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧实验中相关的反应有：

① 4NH₃（g）＋3O₂（g）＝2N₂（g）＋6H₂O（l）     △H₁

② 4NH₃（g）＋5O₂（g）＝4NO（g）＋6H₂O（l）    △H₂

③ 4NH₃（g）＋6NO（g）＝5N₂（g）＋6H₂O（l）    △H₃

请写出上述三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系的表达式，△H₁＝               。

III.（1）右图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298K时的稳定状态）。由图可知Mg与卤素单质的反应均为           （填“放热”或“吸热”）反应。

（2）金属Mg与CH₃Cl在一定条件下反应可生成CH₃MgCl，CH₃MgCl是一种重要的有机合成试剂，易与水发生水解反应并有无色无味气体（CH₄）和沉淀生成。写出CH₃MgCl水解的化学方程式                   。

Answer

I.（1）60%（2）cdII.

III.（1）放热（2）CH3MgCl+H2O═CH4↑+Mg（OH）Cl

【解析】

试题分析：I.（1）依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L-1，

CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g）

起始量（mol/L） 0.2 0.2 0 0

变化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12

平衡量（mol/L） 0.08 0.08 0.12 0.12

平衡时CO的转化率=0.12mol/L÷0.2mol/L×100%=60%；

（2）化学平衡状态，反应的正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析选项，CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g），反应是气体体积不变反应；a．反应过程中和平衡状态下压强相同，容器内压强不随时间改变，不能说明反应达到平衡状态，故a不符合；b．混合气体质量守恒，反应前后气体体积不变，反应过程中和平衡状态下，混合气体的密度不随时间改变，不能说明反应达到平衡状态，故b不符合；c．单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2，说明二氧化碳或氢气的正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故c符合；d．混合气中n（CO）：n（H2O）：n（CO2）：n（H2）=1：16：6：6，依据反应前后气体物质的量相同，可以利用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数比较，Q=（6×6）/（1×16）=2.25=K，说明反应达到平衡状态，故d符合；故答案为cd；

II.：（1）由反应4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H1 ①

4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（l）△H2 ②

4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（l）△H3③

则反应可得到反应①，则△H1=；

III.（1）由图象可知，Mg与卤素单质的能量高于卤化物，依据能量守恒判断，反应是放热反应；

（2）CH3MgCl水解化合价不变，CH3MgCl中，Cl元素的化合价是-1价，H元素的化合价是+1价，C元素的化合价是-4价，镁元素的化合价是+2价，所以CH3MgCl水解生成氢氧化镁、氯化氢和甲烷或Mg（OH）Cl，水解方程式为：CH3MgCl+H2O═CH4↑+Mg（OH）Cl↓。

考点：考查化学平衡影响因素，平衡标志分析、化学反应中的能量变化图、水解原理的应用和水解方程式的书写等。