Question

面對能源與環(huán)境等問題，

全球大力發(fā)展新能源的同時，還倡導節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟。請回答下列問題：

Ⅰ、氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。

已知：

（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。與反應生成CO₂(g)和的熱化學方程式為                               。

（2）電解尿素CO(NH₂)₂的堿性溶液制氫的裝置如圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。電解時，陽極的電極反應式為                         。

（3）是一種儲氫合金。350℃時，與反　　　

應，生成MgCu₂和僅含一種金屬元素的氫化物（其中

氫的質(zhì)量分數(shù)為0.077）。則與反應的化學

方程式為            　　　                  。

Ⅱ、碘鎢燈具有使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。一定溫度下，在碘鎢燈燈泡內(nèi)封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生可逆反應：。為模擬該反應，在實驗室中準確稱取0.508 g碘、0.6992 g金屬鎢放置于50.0 mL密閉容器中，在一定溫度下反應。如圖是混合氣體中的蒸氣的物質(zhì)的量隨時間變化關(guān)系的圖象，其中曲線I(0～t₂時間段)的反應溫度為450 ℃，曲線Ⅱ(從t₂時刻開始)的反應溫度為530℃。

（4）該反應是      （填寫“放熱”或“吸熱”）反應。在450℃時，該反應的平

衡常數(shù)K=   　  。

（5）若保持450℃溫度不變，向該容器中再加入0.508 g碘，當再次達到平衡時，反應混合氣體中I₂的百分含量         （填“變大”、“不變”或“變小”）。

（6）若保持450℃溫度不變，向該容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I₂、0.0054 mol WI₂，則化學平衡                   （填“正向移動”、“不移動”或“逆向移動”）。

Answer 1

【知識點】蓋斯定律、電化學原理、化學平衡的綜合應用

【答案解析】（1）CH₄(g)+2H₂O(g)== CO₂(g)+4H₂(g)△H=+165.0kJ·mol^－1（2分）

　 （2）CO(NH₂)₂+8OH^－－6e^－₌₌₌CO+N₂↑+6H₂O（2分）

�。�3）2Mg₂Cu+3H₂MgCu₂+3MgH₂（2分）

�。�4）放熱（2分）　　9（2分）�。�5）不變（2分）　　�。�6）不移動（2分）

 解析：：（1）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO （g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1，
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO （g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，①×2-②可得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），
其反應熱△H=（+206.2kJ•mol^-1）×2-（+247.4kJ•mol^-1）=+165.0 kJ•mol^-1，
即熱化學方程式為CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ•mol^-1，

（2）由陽極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，尿素在陽極參與反應，則陽極反應式為CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；

（3）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對分子質(zhì)量為a，則x/(a+x)=0.77即923x=77a，X為金屬的化合價，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂，故反應方程式為:2Mg₂Cu+3H₂MgCu₂+3MgH₂；

（4）升高溫度，化學平衡向吸熱方向移動；升高溫度時，WI₂的物質(zhì)的量減少，所以該反應向逆反應方向移動，即逆反應是吸熱反應，所以正反應是放熱反應；反應開始時，碘的物質(zhì)的量為n=0.508g÷254g/mol＝0.002mol，反應達平衡時生成WI₂，需要碘1.80×10^-3mol參加反應，剩余碘0.0002mol，所以平衡時，c（WI₂）=1.80×10⁻³mol÷0.05L=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=0.0002mol÷0.05L=0.004mol/L，K=0.036mol/L÷0.004mol/l=9

（5）該反應是等體反應，假設兩個相同的容器達平衡時百分含量相等，溫度不變壓入同一容器中，增大壓強，平衡不移動，故反應混合氣體中I₂的百分含量不變。

（6）綜上，原平衡時，c（WI₂）=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=0.004mol/L，溫度不變，向該容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I₂、0.0054 mol WI₂，則c（WI₂）=0.144mol/L，c（I₂）=0.016mol/L，Qc=0.144mol/L÷0.016mol/L=9，故平衡不移動。

【思路點撥】本題考查蓋斯定律、原電池的工作原理，學生應學會利用習題中的信息結(jié)合所學的知識來解答，掌握平衡常數(shù)、平衡移動的影響因素，注意對高考熱點的訓練。