Question

氨是一種重要的化工產(chǎn)品．“一氧化碳變換”是合成氨原料氣生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其反應方程式為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
完成下列填空：
（1）恒溫恒容條件下，能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母序號）．
a．ν（CO）_消耗=ν（H₂O）_生成                  
b．c（CO₂）=c（CO）
c．混合氣體的總壓不再改變             
d．混合氣體的密度不再改變
（2）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入體積為2L的恒容密閉容器中進行反應，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		CO	H2O	CO2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	5
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	650	2	1	A	B	t

①實驗1中從反應開始到達到平衡，以H₂的濃度變化表示的反應速率為

 

．
②A=

 

．
③平衡常數(shù)：K（900℃）

 

K（650℃） （填“＞”、“＜”或“=”=）．
（3）溫度是一氧化碳變換中最重要的工藝條件，實際生產(chǎn)過程中將溫度控制在400℃左右，可能的原因是

 

．
（4）C、H、O、N元素中，核外電子占據(jù)5個不同軌道的原子，其最外層電子排布式是

 

．這四種元素形成的化合物

 

（填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”）離子化合物．
（5）能證明碳的非金屬性比硅強的事實是

 

（選填編號）．
a．酸性：H₂CO₃強于H₂SiO₃              
b．高溫下SiO₂與C生成Si和CO
c．鍵的極性：C-H＞Si-H                 
d．熔點：金剛石＞單晶硅．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律,原子核外電子排布,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）化學平衡的標志是正逆反應速率相同，個組分含量保持不變，衍生的條件滿足變量不變的原則分析判斷；
（2）①反應速率V=

△c

△t

計算得到；
②反應前后氣體體積不變，改變起始量相當于壓強變化，平衡不動，所以起始量為2molCO和 1molH₂O達到平衡狀態(tài)生成二氧化碳物質(zhì)的量為0.8mol；
③比較2和3起始量相同，溫度不同時的二氧化碳生成量可知溫度升高平衡逆向進行；
（3）依據(jù)反應是吸熱反應，溫度越高平衡逆向進行，應從催化劑活性和反應速率分析判斷；
（4）核外電子占據(jù)5個不同軌道的原子應是1s²2s²2p^1-6，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)分析判斷；四種元素形成的化合物可以是離子化合物、共價化合物；
（5）依據(jù)非金屬性強弱的判斷依據(jù)是單質(zhì)氧化性強弱、氫化物的穩(wěn)定性、最高價含氧酸的酸性等分析判斷．

解答： 解：（1）a．ν_消耗（CO）=ν_生成（H₂O），表示的是正反應速率和逆反應速率，且滿足化學計量數(shù)關(guān)系，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故a正確；
b．c（CO₂）=c（CO），無法判斷正逆反應速率是否相等，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．混合氣體的總壓不變即總物質(zhì)的量不再改變：該反應是氣體體積不變的反應，無論是否達到平衡狀態(tài)，氣體的總物質(zhì)的量始終不變，無法根據(jù)混合氣體的總物質(zhì)的量判斷平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．混合氣體的密度不再改變：反應氣體都是氣體，氣體的質(zhì)量不變，容器的容積不變，根據(jù)ρ=

m

V

可知，反應過程中氣體的密度始終不變，無法根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：a；
（2）①實驗1中從反應開始到達到平衡，以H₂的濃度變化表示的反應速率等于二氧化碳表示的反應速率=

1.6mol 2L

5min

=0.16mol/（L?min），
故答案為：0.16mol/（L．min）；
②反應前后氣體體積不變，改變起始量相當于壓強變化，平衡不動，所以起始量為2molCO和 1molH₂O達到平衡狀態(tài)生成二氧化碳物質(zhì)的量為0.8mol，則A=0.8；
故答案為：0.8；
③比較2和3起始量相同，溫度不同時的二氧化碳生成量，溫度升高二氧化碳物質(zhì)的量減小，可知溫度升高平衡逆向進行，正反應為放熱反應，
平衡常數(shù)：K（900℃）＜K（650℃），故答案為：＜；
（3）依據(jù)反應是吸熱反應，溫度越高平衡逆向進行，應從催化劑活性和反應速率分析判斷，此溫度下催化劑的活性最大，且最大了反應速率；
故答案為：該反應使用催化劑，此溫度是催化劑的活性溫度；該反應放熱，升高溫度有利于提高反應速率；
（4）核外電子占據(jù)5個不同軌道的原子應是1s²2s²2p^1-6，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)分析判斷N和O；其最外層電子排布式是2s²2p³、2s²2p⁴ ；
四種元素形成的化合物可以是離子化合物如NH₄HCO₃、也可以是共價化合物如CO（NH₂）₂；
故答案為：2s²2p³、2s²2p⁴ ；  不一定是；
（5）a．最高價含氧酸酸性：H₂CO₃強于H₂SiO₃，說明碳的非金屬性大于硅，故a正確；         
b．高溫下SiO₂與C生成Si和CO表明的是碳的還原性大于硅，不能說明非金屬性，故b錯誤；
c．鍵的極性：C-H＞Si-H，說明形成氫化物的穩(wěn)定性，可以證明非金屬性強弱，故c正確；              
d．熔點：金剛石＞單晶硅，證明化學鍵強弱，不能說明非金屬性強弱，故d錯誤；
故答案為：a、c．

點評：本題考查了化學平衡影響因素分析判斷，平衡標志和計算的理解應用，原子結(jié)構(gòu)的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．